
- •Кафедра металлургии и литейного производства
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы Содержание дисциплины по гос
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (150 ч)
- •Раздел 1. Методология
- •Раздел 2. Техническая база
- •Раздел 3. Пассивный эксперимент (32 ч)
- •4.2. Дробный факторный эксперимент (12 ч )
- •2.2. Тематические планы дисциплины Тематический план дисциплины для студентов очно – заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Стркуктурно – логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании дот
- •2.5. Практический блок
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •Раздел 1. Методология и выбор методики научного исследования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Техническая база экспериментальных исследований
- •Газового хроматографа лхм-8мд
- •Методы автоматического контроля влажности формовочных и стержневых смесей
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Пассивный эксперимент
- •Тема 1. Корреляционный анализ данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Регрессионный анализ экспериментальных данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Дисперсионный анализ данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Комплексный компьютерный анализ результатов опытов
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Данные для двумерного статистического анализа
- •Вставка | столбцы
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Активный эксперимент
- •Тема 5. Полный факторный эксперимент
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Дробный факторный эксперимент
- •Первая полуреплика пфэ типа 23
- •Вторая полуреплика пфэ типа 23
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Факторные эксперименты высокого порядка
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Поисковые методы оптимизации
- •Тема 8. Одно- и многофакторная оптимизация
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Оптимизация методом крутого восхождения по поверхности отклика
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 10. Симплексный метод оптимизации
- •Вопросы для самопроверки
- •Глоссарий
- •3.4. Технические и программные средства обеспечения дисциплины
- •3.4.1. Описание компьютерных программ для выполнения лабораторных работ
- •3.4.2. Перечень расчётных программ
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Данные плавочного контроля
- •Лабораторная работа №2 Применение регрессионного анализа данных
- •Выбор исходных данных в лабораторных работах
- •Лабораторная работа №3 Применение дисперсионного анализа
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Результаты испытаний образцов двух серий плавок в и г
- •Методика выполнения работы
- •Лабораторная работа №4
- •Лабораторная работа №5 Обработка и анализ результатов полного факторного эксперимента с построением математической модели объекта
- •Краткое теоретическое содержание
- •Значение степени десульфурации стали у, % в двух параллельных опытах (у, и у 2)
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Лабораторная работа №6
- •Лабораторная работа №7
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Лабораторная работа №8 Обработка и анализ результатов многоуровневого факторного эксперимента
- •Краткое теоретическое содержание
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Решение
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Лабораторная работа № 9 Оптимизация методом крутого восхождения по поверхности отклика
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Методические указания к выполнению работы
- •Контрольный пример
- •Лабораторная работа №10 Моделирование процесса симплексной оптимизации
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Методические указания к выполнению работы
- •Контрольный пример
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на курсовую работу
- •4.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •Выполнение расчётов курсовой работы с использованием персонального компьютера
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Требования к оформлению курсовой работы
- •Текущий контроль
- •4.3.1. Тренировочные тесты
- •Тест к разделу 1 “Методология и выбор методики научного исследования”
- •Вопрос 1. Что понимают под вычислительным экспериментом?
- •Вопрос 2. В чем заключается понятие “Методология науки” (научного исследования)?
- •Вопрос 3. Какова цель пассивного эксперимента?
- •Тест к разделу 4. “Активный эксперимент”
- •Вопрос 1. Какие технологические факторы включают в состав активного эксперимента?
- •Вопрос 2. Из каких соображений выбирают число уровней варьирования факторов?
- •Вопрос 3. Как выбирают интервал варьирования факторов при активном эксперименте?
- •Тест к разделу 5. Экспериментальные методы оптимизации
- •Вопрос 1. В чем заключается цель оптимизирующего эксперимента?
- •Вопрос 2. Почему в металлургии и литейном производстве поисковые методы оптимизации применяют чаще, чем аналитические (методы математического программирования)?
- •Вопрос 3. Нужна ли математическая основа для реализации поисковых методов оптимизации?
- •4.4. Итоговый контроль Вопросы для подготовки к сдаче зачета
- •Оглавление
- •191186, Санкт – Петербург, ул. Миллионная, д.5
Методика выполнения работы
Работу выполняют с помощью персонального компьютера по программе Р4.ехе. Программа рассчитана на диалоговый ввод исходных данных: количества пар данных n и далее по порядку номеров отсчётов значений х и у.
После ввода всего массива данных программа предоставляет пользователю возможность проверить результаты ввода и при обнаружении ошибок их исправить.
Обработав исходные данные, компьютер выдает получаемое значение rxy.
Контрольный пример
В табл. 12 представлены результаты плавочного контроля при плавке стали по 30 плавкам: содержание в металле фосфора х = [Р], %, и ударная вязкость у = КСV, Дж/см2 , образцов из этой стали. Требуется оценить степень тесноты связи между х и у посредством вычисления коэффициента корреляции rxy.
Для решения данной задачи по запросу компьютера вводят значения величин х, у и получают результат (правильный ответ) rxy = – 0,871.
Отсюда можно заключить, что в 87,1 % из 30 наблюдений связь между величинами х и у оказывается закономерной и лишь в 100 – 87,1 = 12,9 % случаев на закономерную связь накладывается “шумовой фон” от проявления случайных факторов. Знак “–“ при rxy говорит о том, что с увеличением [Р] величина КСV уменьшается.
Таблица 8
Данные плавочного контроля
№№ плавок |
x = [ P ], % |
y = KCV, Дж / см2 |
1 |
0,012 |
70 |
2 |
0,016 |
40 |
3 |
0,008 |
60 |
4 |
0,020 |
40 |
5 |
0,026 |
30 |
6 |
0,014 |
60 |
7 |
0,008 |
80 |
8 |
0,024 |
30 |
9 |
0,018 |
50 |
10 |
0,008 |
70 |
11 |
0,024 |
30 |
12 |
0,018 |
40 |
13 |
0,010 |
60 |
14 |
0,022 |
60 |
15 |
0,026 |
30 |
16 |
0,010 |
80 |
17 |
0,012 |
60 |
18 |
0,014 |
50 |
19 |
0,022 |
30 |
20 |
0,026 |
30 |
21 |
0,020 |
40 |
22 |
0,010 |
60 |
23 |
0,012 |
60 |
24 |
0,018 |
50 |
25 |
0,025 |
30 |
26 |
0,016 |
50 |
27 |
0,014 |
60 |
28 |
0,024 |
40 |
29 |
0,016 |
60 |
30 |
0,018 |
50 |
Лабораторная работа №2 Применение регрессионного анализа данных
Цель работы: построить уравнение линейной регрессии вида
с определением численных значений его коэффициентов b0, b1 для случая, когда исследуемым объектом является сталь, ударная вязкость KCV = у образцов которой коррелирует с содержанием в стали фосфора х = [Р] (cм. данные контрольного примера в лабораторной работе №1).
Задачу можно решить с помощью компьютерной программы Р5.ехе с диалоговым вводом исходных данных.
Диалог пользователя с компьютером развивается по той же, что и выше схеме. Анализу подвергается тот же массив исходных данных. Результатом работы программы является вывод:
Таким образом, данное уравнение регрессии имеет вид
,
где
означаетмодельное
значение ударной вязкости, рассчитываемое
по уравнению модели. Здесь также можно
видеть снижение ударной вязкости
образцов исследуемой стали с ростом
содержания в ней фосфора.
Дополнительными операциями при работе используемой программы можно установить, что на основании критерия Стьюдента коэффициенты полученной математической модели значимы, а модель согласно критерию Фишера адекватна.
Для определения теоретических (табличных) значений упомянутых критериев используют данные [2], c. 226 … 229 или [2], с. 85 … 86. Значение доверительной вероятности в контрольном примере принято равным 0,99.
Основные положения о выполненной работе и результаты пробного варьирования исходных данных приводят в рабочей тетради (отчёте о лабораторных работах).