Метод.вказів.до роб. 4,5
.pdf
Приклад виконання та оформлення лабораторної роботи №4 Приклад 1 (варіант 8)
Початкові дані:
Х10 = 3,0; Х20 = 0,5; |
Х30 = 60; Х1/Х10 |
= 25%, |
Х2/Х20 |
= 80%; Х3/Х30 = 25%. |
|||||||||||||||||||||
Досліди дублювалися рівномірно в кожній точці плану m = 2. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результати експериментів |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Yuk \ u |
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
8 |
|
|||||
|
|
|
Yu1 |
|
|
2630 |
1380 |
3650 |
|
1200 |
|
2310 |
1965 |
2908 |
|
1045 |
|
||||||||
|
|
|
Yu2 |
|
|
2720 |
1420 |
3750 |
|
1314 |
|
2410 |
1995 |
2932 |
|
1155 |
|
||||||||
Матриця планування |
|
|
|
Матриця результатів експерименту |
|
||||||||||||||||||||
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2600 |
2720 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
−1 |
1 |
|
1 |
−1 |
−1 |
1 |
−1 |
|
|
1380 |
1420 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 |
1 |
−1 |
1 |
−1 |
1 |
−1 |
−1 |
3650 |
3750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
−1 |
−1 |
1 |
|
|
1200 |
1314 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
X := |
1 |
1 |
1 |
|
−1 |
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
|
Y := |
2310 |
2410 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 |
−1 |
1 |
|
−1 |
−1 |
1 |
−1 |
1 |
1965 |
1995 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
|
|
2908 |
2932 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
1 |
−1 |
1045 |
1155 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Кількість дослідів |
|
|
N := 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Кількість паралельних дослідів |
m := 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Визначаємо середнє значення змінної стану у паралельних дослідах |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
(Y 0 + Y 1 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||
Ysr := |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.66× 10 |
|
|
3 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||||
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.172× 10 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.4× 10 |
|
|
737.875 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.7× 103 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−72.125 |
|
||
Розраховуємо коефіцієнти рівняння |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
82.125 |
|||||||||||||||||
регресії |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ysr = |
1.257× 10 |
|
B = |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−327.875 |
|
||
B := (XT X) |
− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.36× 10 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
XT Ysr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
187.875 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.98× 10 |
|
|
−152.125 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32.125 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.92× 10 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1× 10 |
|
|
|
|
|
|
31
Розраховуємо дисперсію відтворюваності для кожного рядка матриці
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
m−1 |
|
→ |
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Su := |
|
Y i |
− Ysr |
|
|
|
|
|
7.2× 103 |
|||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
m − 1 |
|
|
|
|||
|
i = 0 |
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 × 103 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Su = 6.498× 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 × 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
288 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.05× 10 |
|
Виконуємо |
|
|
|
перевірку |
|
|
однорідності дисперсій. |
|||||
Табличне значення критерію Кохрена |
Gt := 0.5157 |
|||||||||||
Розраховуємо значення критерію Кохрена |
Gp := max(Su) |
|||
∑Su |
||||
Gt > Gp |
процес відтворюється |
|||
|
||||
Визначення похибки експерименту |
|
|||
|
∑Su |
So = 3.911× 103 |
|
|
So := |
|
|
||
N |
|
|||
|
|
|
||
Визначаємо дисперсію коефіцієнтів регресії
Sb := SuN
Gp = 0.23
|
900 |
|
|
100 |
|
|
|
|
|
625 |
|
|
812.25 |
|
Sb = |
625 |
|
|
|
|
|
56.25 |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
756.25 |
|
Розраховуємо кількість ступенів свободи дисперсії відтворюваності
f0 := N (m − 1) |
f0 = 8 |
Виконуємо перевірку значущості коефіцієнтів рівняння регресії за критерієм Стьюдента.
|
|
Tt := 2.78 |
72.404 |
||
Табличне значення критерію Стьюдента |
|
73.787 |
|||
→ |
|
|
|||
|
2.885 |
||||
sign(B) B |
|||||
Tp := |
|
|
|
2.882 |
|
|
|||||
|
Sb |
Tp = |
|
||
|
|
|
|
13.115 |
|
|
|
|
|
25.05 |
|
|
|
|
|
25.354 |
|
|
32 |
|
|
||
|
|
1.168 |
|||
Складаємо повне рівняння регресії. До нього входять лише ті коефіцієнти, що задовольняють нерівності Tpi > Tt . У даному випадку з остаточного рівняння виключається коефіцієнт з індексом 7.
Yp := B0 + B1 X 1 + B2 X 2 + B3 X 3 + B4 X 4 + B5 X 5 + B6 X 6
Кількість членів рівняння регресії, що залишилися після оцінки значущості коефіцієнтів. L := 7
Перевірка адекватності моделі.
Визначаємо кількість ступенів свободи дисперсії адекватності
fag := N − L fag = 1
Розраховуємо дисперсію адекватності
|
m |
|
N−1 |
(Ysrk − Ypk)2 |
Sag = 1.651× 104 |
|
|
|
Sag := |
|
∑ |
|
|
||||
(N − |
|
|
|
|||||
|
L) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
k = 0 |
|
|
|
|
|
Табличне значення критерію Фішера |
Ft := 5.3177 |
|
||||||
Розрахункове значення критерію Фішера |
Fp := |
Sag |
Fp = 4.222 |
|||||
So |
|
|||||||
Висновок
Fp < Ft - модель адекватна.
Приклад 2 (варіант 10)
Початкові дані:
Х10 = 0,032; Х20 = 1,0; Х30 = 15; Х1/Х10 = 15%, Х2/Х20 = 50%; Х3/Х30 = 45%.
Досліди дублювалися в одній (нульовий) точці плану m0 = 5, тобто в центрі плану. Результати окремих спостережень в центрі плану:
Y01 = 99,08; Y02 =99,24; Y03 =97,34; Y04 =99,59, Y05 =97,5.
Результати експериментів
|
u |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Yuk |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yu |
89,32 |
95,24 |
98,18 |
97,36 |
98,34 |
92,96 |
97,88 |
106,18 |
Матриця планування |
|
Матриця результатів експерименту |
|||||||
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
89.32 |
|
|
|
||
|
1 |
−1 |
1 |
1 |
−1 |
−1 |
1 |
−1 |
|
|
95.24 |
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
−1 |
−1 |
|
98.18 |
|
|
|
|||||
|
1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
−1 |
−1 |
1 |
|
|
97.36 |
|
|
|
|
X := |
1 |
1 |
1 |
−1 |
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
|
Y := |
98.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
−1 |
1 |
−1 |
−1 |
1 |
−1 |
1 |
|
|
92.96 |
|
|
|
||
|
1 |
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
|
|
97.88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
−1 |
−1 |
−1 |
1 |
1 |
1 |
−1 |
106.18 |
|
99.08 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результати окремих дослідів в центрі плану |
Y0:= 97.34 |
|||
|
|
|
|
99.59 |
|
|
|
|
|
Кількість дослідів N := 8 |
|
97.5 |
||
|
|
|||
Кількість факторів N0 := 5 |
|
|
||
Середнє значення змінної стану в центрі плану |
|
|
||
|
∑Y0 |
|
|
|
Y0sr:= |
|
Y0sr = 98.55 |
|
|
N0 |
|
|
||
Розраховуємо коефіцієнти рівняння регресії |
|
96.933 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B := |
( |
T |
) |
− 1 |
T |
Y |
|
|
−1.002 |
|
|
|
|
|
−2.968 |
||||||
|
X X |
|
|
X |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1.907 |
Визначаємо похибку експерименту |
B = |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.868 |
|
|
1 |
|
|
N0−1 |
(Y0k − Y0sr)2 |
|
−0.272 |
||
So := |
|
|
∑ |
|
So = 1.101 |
|
0.223 |
|||
|
|
|
||||||||
|
|
N0 − 1 |
k = 0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
−2.553 |
||
Визначаємо дисперсію коефіцієнтів регресії |
|
|
||||||||
Sb := |
So |
|
|
|
|
Sb = 0.138 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Кількість ступенів свободи дисперсії відтворюваності |
|
|||||||||
f0 := N0 − 1 |
|
|
|
|
f0 = 4 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
Виконуємо перевірку значущості коефіцієнтів рівняння регресії за критерієм Стьюдента.
Табличне значення критерію Стьюдента Tt := 2.78
→ |
|
261.253 |
||||
sign(B) B |
||||||
|
2.702 |
|
||||
Tp := |
|
|
|
|
||
|
Sb |
|
|
7.998 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
5.141 |
|
|
|
|
|
Tp = |
2.338 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0.734 |
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.88 |
|
|
Складаємо повне рівняння регресії. До нього входять лише ті коефіцієнти, що задовольняють нерівності Tpi > Tt . У даному випадку з остаточного рівняння виключається коефіцієнт з індексами 1, 4, 5 та 6.
Yp := B0 + B2 X 2 + B3 X 3 + B7 X 7
Кількість членів рівняння регресії, що залишилися після оцінки значущості коефіцієнтів L := 4
Перевірка адекватності моделі.
Визначаємо кількість ступенів свободи дисперсії адекватності
fag := N − L fag = 4
Розраховуємо дисперсію адекватності
|
1 |
N−1 |
2 |
|
|
|
|
Sag := |
∑ (Yk − Ypk) |
Sag = 3.763 |
|
|
|||
(N − L) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
k = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табличне значення критерію Фішера |
Ft := 6.3883 |
|
|||||
Розрахункове значення критерію Фішера |
Fp := |
Sag |
Fp = 3.417 |
||||
|
|
|
|
|
So |
|
|
Висновок
Fp < Ft - модель адекватна
35
