- •Глава 7. Организация активного эксперимента (Планирование эксперимента)
- •7.1 Общие положения
- •X1, x2, …, xk – входные переменные – контролируемые и управляемые факторы, воздействующие на объект (играют роль причин);
- •7.2 Планирование и критерии оптимальности планов эксперимента
- •7.3 Факторный эксперимент. Планы первого порядка
- •7.3.1 Планирование полного факторного эксперимента (пфэ)
- •План-матрица пфэ 22
- •План-матрица пфэ 23
- •Полная план-матрица пфэ 23
- •7.3.2 Планирование дробного факторного эксперимента (дфэ)
- •План-матрица эксперимента 23-1
- •План-матрица эксперимента 23-1
- •7.3.3 Проверка свойств планов-матриц пфэ 2k и дфэ 2k-p
- •7.3.4 Проведение и обработка результатов факторного эксперимента. Рандомизация опытов
- •Проверка однородности дисперсий и воспроизводимости измерений. Определение ошибки опытов
- •Оценка коэффициентов регрессии, проверка их значимости
- •Xiu построчные значения фактора в I-том столбце плана-матрицы;
- •Проверка адекватности регрессионной модели
- •7.3.5 Пример планирования и обработки результатов факторного эксперимента
- •Интервал варьирования и уровни факторов
- •План-матрица и результаты эксперимента
- •В первом случае значения факторов переводим в кодированную форму:
- •Выполним расчеты, используя натуральные значения факторов. Обозначим выход продукта в процентах от массы исходного сырья буквой q.
- •7.3.6 Принятие решений по результатам факторного экспериментирования
- •7.4 Планы второго порядка
- •7.4.1 Принципы композиционного планирования
- •7.4.2 Центральные композиционные ортогональные планы второго порядка (цкоп) Для получения ортогональных планов второго порядка необходимо преобразовать столбцы квадратичных переменных и столбец x0:
- •Показатели цкоп
- •Формулы для расчетов коэффициентов регрессии и их дисперсий после реализации цкоп:
- •Значения для цкоп
- •План-матрица пфэ и его результаты
- •План-матрица и результаты пфэ 23
- •Данные для определения условий опытов в звездных точках
- •План-матрица цкоп и результаты опытов (вторая серия опытов)
- •Вспомогательная таблица для проверки адекватности уравнения регрессии
- •7.4.3 Центральные композиционные ротатабельные планы второго порядка (цкрп)
- •Показатели цкрп
- •Данные для расчета коэффициентов регрессии и их дисперсий при цкрп.
- •Уровни варьирования факторов.
- •План-матрица и результаты первой серии опытов (пфэ 23).
- •План-матрица цкрп результаты его реализации
- •7.5 Симметричные некомпозиционные квази-д-оптимальные планы Песочинского
- •Данные для расчета коэффициентов регрессии и их дисперсий.
- •Матрица симметричного квази-д-оптимального
- •7.6 Принятие решений по планам второго порядка
- •1. Нелинейная модель объекта исследования неадекватна
- •7.7 Вопросы для самоконтроля
Данные для определения условий опытов в звездных точках
|
x1 |
x2 |
x3 |
|
Нулевой уровень фактора |
340 |
3 |
15 |
|
Плечо звездных точек: |
–d |
328 |
2,4 |
13,8 |
|
+ d |
352 |
3,6 |
16,2 |
План-матрица ЦКОП и результаты опытов приведены в таблице 7.13.
Выполняем расчет коэффициентов регрессии:
Таблица 7.13
План-матрица цкоп и результаты опытов (вторая серия опытов)
Опыт |
X0 |
X1 |
X2 |
X3 |
X1X2 |
X1X3 |
X2X3 |
|
|
|
Y |
1 |
+ |
– |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
25 |
2 |
+ |
+ |
– |
– |
– |
– |
+ |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
29 |
3 |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
– |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
21 |
4 |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
– |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
21 |
5 |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
– |
– |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
27 |
6 |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
31 |
7 |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
– |
+ |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
27 |
8 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
27 |
9 |
+ |
–1,215 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,746 |
–0,73 |
–0,73 |
19 |
10 |
+ |
+1,215 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,746 |
–0,73 |
–0,73 |
22 |
11 |
+ |
0 |
–1,215 |
0 |
0 |
0 |
0 |
–0,73 |
0,746 |
–0,73 |
27 |
12 |
+ |
0 |
+1,215 |
0 |
0 |
0 |
0 |
–0,73 |
0,746 |
–0,73 |
22 |
13 |
+ |
0 |
0 |
–1,215 |
0 |
0 |
0 |
–0,73 |
–0,73 |
0,746 |
24 |
14 |
+ |
0 |
0 |
+1,215 |
0 |
0 |
0 |
–0,73 |
–0,73 |
0,746 |
29 |
15 |
+ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
–0,73 |
–0,73 |
–0,73 |
22 |
Результаты расчётов для проверки значимости коэффициентов регрессии:
т.к. табличное значение , то незначимым признаём только коэффициент .
После проверки значимости коэффициентов регрессии получено уравнение:
Для перехода к обычной форме записи определяем b0:
Теперь можем записать:
Для проверки адекватности уравнения регрессии используем вспомогательные данные таблицы 7.14.
Поскольку , гипотеза об адекватности регрессионной модели второго порядка экспериментальным данным принимается.
Таблица 7.14