302

2

УДК 519.2 : 519.6

Методы экспериментальных исследований [Электронный ресурс]:

методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению

подготовки 15.03.06 - Мехатроника и робототехника / А.А. Мещерякова;

ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 8 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.

3

1. Введение

Учебным планом по направлению подготовки бакалавра 15.03.06 Мехатроника и робототехника профиль - Управление в мехатронных и робототехнических системах предусмотрено изучение курса «Методы экспериментальных исследований».

Программа курса включает изучение классификации экспериментов, выбор необходимых факторов и составление факторных планов экспериментов различного вида, точечные оценки параметров регрессионной модели, анализировать свойства оценок параметров регрессионной модели, выполнять оптимальное планирование экспериментов с использованием различных критериев.

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

-разбираться в технических расчетах по проектам, техникоэкономическом и функционально-стоимостном анализе эффективности проектов;

-знать эскизные, технические и рабочие проекты мехатронных и робототехнических систем различного технологического и отраслевого назначения;

-знать системы управления жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием мехатронных и робототехнических систем;

-знать технические средства, мехатронных и робототехнических систем, системы автоматизации управления, контроля, диагностики и испытаний;

-изучить жизнестойкость мехатронных и робототехнических систем, систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний и управления при изменении действия внешних факторов, снижающих эффективность их функционирования;

-уметь разрабатывать мероприятия по комплексному использованию сырья, замене дефицитных материалов и изысканию рациональных способов утилизации отходов производства.

4

2. Общие указания

Методические указания предназначены для бакалавров 3-го курса (6-й семестр) очного обучения.

Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.

Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к зачету.

Лабораторные занятия посвящены изучению области применения пакета STATISTICA, моделирования распределений при помощи пакета STATISTICA, осуществлению проверки гипотезы, регрессионному и кластерному анализу, а так же анализу временных рядов.

3. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Введение. Область определений. Понятие об эксперименте и наблюдении. Цели и задачи обработки экспериментальных данных. Неизбежность погрешностей. Пакет STATISTICA. Основные понятия и определения элементарной теории вероятностей. Виды событий. Полная группа событий. Относительная частота и вероятность событий. Независимые и зависимые события, условная вероятность.

Раздел 2 Основы анализа экспериментальных данных. Классификация ошибок. Классификация ошибок измерений. Грубые ошибки. Систематические ошибки. Причины возникновения систематических ошибок Случайные ошибки. Анализ и обработка экспериментальных данных.

Раздел 3 Обзор программного обеспечения для выполнения анализа и обработки экспериментальных данных. Анализ результатов измерений.

Анализ результатов измерений случайной величины. Распределение результатов измерений случайной величины. Распределение Гаусса. Среднеквадратичная ошибка отдельного измерения и среднего значения. Косвенные измерения. Ошибки косвенных измерений. Функции случайных величин.

Раздел 4 Случайные величины, их законы распределения,

моделирование. Понятие случайной величины. Прерывные и непрерывные случайные величины. Способы задания распределения случайных величин. Вычисление вероятностей для дискретных случайных величин. Вычисление вероятностей для непрерывных случайных величин. Двумерное нормальное распределение. Моделирование распределений при помощи пакета

6

обучающихся. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний студента.

После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ студент допускается к сдаче зачета. Контрольные вопросы к зачету для бакалавров очного обучения приведены ниже.

6.Контрольные вопросы

1.Область определений. Неизбежность погрешностей.

2.Пакет STATISTICA.

3.Основные понятия и определения элементарной теории вероятностей.

4.Виды событий. Полная группа событий.

5.Относительная частота и вероятность событий.

6.Независимые и зависимые события, условная вероятность.

7.Основы анализа экспериментальных данных.

8.Классификация ошибок. Классификация ошибок измерений. Грубые ошибки.

9.Систематические ошибки. Причины возникновения систематических ошибок

10.Случайные ошибки.

11.Анализ и обработка экспериментальных данных.

12.Обзор программного обеспечения для выполнения анализа и обработки экспериментальных данных.

13.Анализ результатов измерений. Анализ результатов измерений случайной величины.

14.Распределение результатов измерений случайной величины. Распределение Гаусса.

15.Среднеквадратичная ошибка отдельного измерения и среднего значения.

16.Косвенные измерения. Ошибки косвенных измерений.

17.Функции случайных величин.

18.Случайные величины, их законы распределения, моделирование. 19. Понятие случайной величины.

20.Прерывные и непрерывные случайные величины.

21.Способы задания распределения случайных величин.

22.Вычисление вероятностей для дискретных случайных величин.

23.Вычисление вероятностей для непрерывных случайных величин.

24.Двумерное нормальное распределение.

25.Моделирование распределений при помощи пакета STATISTICA.

26.Типы статистических данных.

27.Проверка статистических гипотез.

28.Контроль качества.

7

Библиографический список

Основная литература

1.Шапкин В. А. Математические методы и модели исследования операций[Электронный ресурс] : учебник / Шапкин А.С., Шапкин В.А. - М.:

Дашков и К, 2016. - 400 с. — ЭБС "Знаниум". –: ISBN 978-5-394-02610-2 -

Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/557767

2.Асанова Н.В. Планирование эксперимента [Электронный ресурс] : Учеб. пособие / Асанова Н.В., Соловьева О.Ю., Кожанова Т.Е. / Волгоград,

2018. eLIBRARY.RU.

Дополнительная литература

1. Логунова О. С. Обработка экспериментальных данных на ЭВМ [Электронный ресурс]: учебник / О.С. Логунова, П.Ю. Романов, Е.А. Ильина [и др.]. — М. : ИНФРА-М, 2018. — 326 с. — ЭБС "Знаниум". –

8

Мещерякова Анна Анатольевна

Методы экспериментальных исследований

Методические указания для самостоятельной работы

по направлению подготовки 15.03.06 Мехатроника и робототехника

профиль - Управление в мехатронных и робототехнических системах

и производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»