Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
lab2_ЭКЗЕМПЛЯР_ОТЧЕТА.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
14.07.2019
Размер:
191.49 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный технический университет

Кафедра прикладной математики и информатики

Отчет

по лабораторной работе №2

«Идентификация систем.

Индуктивный метод построения моделей оптимальной сложности.»

по курсу

«Cистемный анализ и ПКИС»

Выполнил: студент группы ________________

________________________2011 г.

Принял: ______________________

____Андрюхин А.И_____________

________________________2011 г.

Донецк 2011

Условия:

S

X1

Y

X2

Y= a0+ а1*X1 + а2*X2 + а3*X12 + а4*X22 + a5*X1*X2

Имеем 16 точек наблюдения для системы S с двумя входами X1, X2 и одним выходом Y.

Задание:

I. Построить модель оптимальной сложности для задачи краткосрочного прогнозирования по критерию регулярности в классе полиномов степени не выше 2 от двух переменных Y= a0+ а1*X1 + а2*X2 + а3*X12 + а4*X22 + a5*X1*X2.

II. Построить наиболее точную зависимость выходной величины от входных зашумленных данных по критерию минимума смещения.

III. Сделать проверку полученных результатов на дополнительных данных дл проверки, т.е. определяем дисперсию прогноза в п.I.

Указания к выполнению

Данные для построения модели – (см.далее в конце документа)

I

1.Разбить выборку из N=16 точек наблюдения на обучающую выборку А и на проверочную выборку В.

Число точек в выборке А =70% от всех точек наблюдений, т.е. NA=11.

Число точек в выборке В =30% от всех точек наблюдений, т.е. NВ=5.

В выборку А отбираем точки наблюдения с наибольшей дисперсией, т.е. выходные реакции в этих точках наиболее удалены от среднего значения Y по абсолютной величине.

2.Определяем конкретные значения коэффициентов моделей в классе полиномов степени не выше 2 от двух переменных по выборке А согласно метода наименьших квадратов. Число таких моделей равно 32(31-если считать, что всегда какой-то из коэффициентов а1 а2 а3 а4 a5 не равен нулю.

3.Определяем наилучшую модель для задачи краткосрочного прогнозирования по минимальному критерию регулярности (j-номер модели)

NB NB

Rj=∑(Yij(А)-Yi)2/∑Yi2

i=1 i=1

II

1.Разбить выборку из N=16 точек наблюдения на обучающую выборку А и проверочную выборку В.

Число точек в выборке А =50% от всех точек наблюдений, т.е. NA=8.

Число точек в выборке В =50% от всех точек наблюдений, т.е. NВ=8.

В выборку А отбираем точки наблюдения с наибольшей дисперсией, т.е. выходные реакции в этих точках наиболее удалены от среднего значения Y по абсолютной величине.

2.Определяем конкретные значения коэффициентов моделей в классе полиномов степени не выше 2 от двух переменных по выборке А согласно метода наименьших квадратов.

Число таких моделей равно 32(31-если считать, что всегда какой-то из коэффициентов а1 а2 а3 а4 a5 не равен нулю.

Аналогично определяем конкретные значения коэффициентов моделей в классе полиномов степени не выше 2 от двух переменных по выборке В согласно метода наименьших квадратов.

Число таких моделей равно 32(31-если считать, что всегда какой-то из коэффициентов а1 а2 а3 а4 a5 не равен нулю.

3.Определяем наилучшую модель для наиболее точной зависимости выходной величины от входных зашумленных данных по минимальному критерию смещения (j-номер зависимости)

N N

СMj=∑(Yij(А)- Yij(B))2/∑Yi2

i=1 i=1

X1

1

1

1

1

2

2

2

2

X2

1

2

3

4

1

2

3

4

Y

-2.08

-1.40

0.64

1.80

-4.88

-3.66

-0.10

0.30

X1

3

3

3

3

4

4

4

4

X2

1

2

3

4

1

2

3

1

Y

-8.04

-5.48

-2.92

1.16

-10.58

-6.42

-2.16

1.20

Данные для сравнения и проверки прогноза

X1

5

5

5

6

6

6

7

7

7

X2

5

6

7

5

6

7

5

6

7

Y

5.24

10.42

16.26

6.94

12.38

18.82

8.80

15.70

21.28

Результаты работы оформить в виде таблиц

I.Вместо 1(0) в столбце Полином значения коэффициентов модели

Номер зависимости

Полином

a0 а1 а2 а3 а4 a5

Критерий регулярности

Дисперсия прогноза

2

1 , 0 , 0 , 0 , 0

0.996933

3.64111

3

0 , 1 , 0 , 0 , 0

0.257103

0.371058

4

1 , 1 , 0 , 0 , 0

0.305134

1.69797

5

0 , 0 , 1 , 0 , 0

1.52077

7.35995

6

1 , 0 , 1 , 0 , 0

1.64725

8.24697

7

0 , 1 , 1 , 0 , 0

0.595412

3.88883

8

1 , 1 , 1 , 0 , 0

0.471388

2.97148

9

0 , 0 , 0 , 1 , 0

0.271098

0.0602602

10

1 , 0 , 0 , 1 , 0

0.291308

0.976645

11

0 , 1 , 0 , 1 , 0

0.258141

0.262987

12

1 , 1 , 0 , 1 , 0

0.326052

2.1463

13

0 , 0 , 1 , 1 , 0

0.560526

2.74335

14

1 , 0 , 1 , 1 , 0

0.422757

1.84116

15

0 , 1 , 1 , 1 , 0

0.638541

4.69692

16

1 , 1 , 1 , 1 , 0

0.524769

3.79455

17

0 , 0 , 0 , 0 , 1

0.606812

0.606469

18

1 , 0 , 0 , 0 , 1

0.0550313

0.0311907

19

0 , 1 , 0 , 0 , 1

0.557141

3.89325

20

1 , 1 , 0 , 0 , 1

0.0996692

0.32656

21

0 , 0 , 1 , 0 , 1

0.630874

2.47295

22

1 , 0 , 1 , 0 , 1

0.0729423

0.0684912

23

0 , 1 , 1 , 0 , 1

0.548529

3.08593

24

1 , 1 , 1 , 0 , 1

0.156796

0.619701

25

0 , 0 , 0 , 1 , 1

0.416685

1.4692

26

1 , 0 , 0 , 1 , 1

0.0750891

0.118488

27

0 , 1 , 0 , 1 , 1

0.627135

5.21806

28

1 , 1 , 0 , 1 , 1

0.104162

0.377086

29

0 , 0 , 1 , 1 , 1

0.529198

2.36219

30

1 , 0 , 1 , 1 , 1

0.106168

0.228701

31

0 , 1 , 1 , 1 , 1

0.57371

3.55774

32

1 , 1 , 1 , 1 , 1

0.171121

0.756129

Наилучшей моделью является модель под номером № ___

У=________________________

II.

Номер зависимости

Полином по выборке А

Полином по выборке B

Критерий минимума смещения

1

-1.1725,0,0,0,0,0

-4.155,0,0,0,0,0

0.269757

2

1.565,-1.825,0,0,0,0

-1.81,-0.67,0,0,0,0

0.0577762

3

-5.27,0,1.639,0,0,0

-12.875,0,3.488,0,0,0

0.399354

4

-2.5325,-1.825,1.639,0,0,0

-10.53,-0.67,3.488,0,0,0

0.187373

5

0.348333,0,0,-0.608333,0,0

-2.95857,0,0,-0.0957143,0,0

0.265767

6

1.565,-1.825,0,0,0,0

-1.81,-0.67,0,0,0,0

0.0577762

7

-3.74917,0,1.639,-0.608333,0,0

-11.6786,0,3.488,-0.0957143,0,0

0.395365

8

-2.5325,-1.825,1.639,0,0,0

-10.53,-0.67,3.488,0,0,0

0.187373

9

-3.54488,0,0,0,0.316318,0

-9.2457,0,0,0,0.67876,0

0.398231

10

-0.807384,-1.825,0,0,0.316318,0

-6.9007,-0.67,0,0,0.67876,0

0.186251

11

-5.4825,0,1.8515,0,-0.0425,0

-12.425,0,3.038,0,0.09,0

0.399886

12

-2.745,-1.825,1.8515,0,-0.0425,0

-10.08,-0.67,3.038,0,0.09,0

0.187906

13

-2.02405,0,0,-0.608333,0.316318,0

-8.04927,0,0,-0.0957143,0.67876,0

0.394242

14

-0.807384,-1.825,0,0,0.316318,0

-6.9007,-0.67,0,0,0.67876,0

0.186251

15

-3.96167,0,1.8515,-0.608333,-0.0425,0

-11.2286,0,3.038,-0.0957143,0.09,0

0.395897

16

-2.745,-1.825,1.8515,0,-0.0425,0

-10.08,-0.67,3.038,0,0.09,0

0.187906

17

-2.854,0,0,0,0,0.4484

-11.8607,0,0,0,0,0.880655

1.30298

18

1.565,-4.419,0,0,0,1.0376

-1.81,-3.1588,0,0,0,0.99552

0.0582796

19

-5.27,0,2.416,0,0,-0.518

-12.875,0,3.719,0,0,-0.066

0.352771

20

-0.5,-3.18,0.826,0,0,0.542

-2.27,-3.03,0.184,0,0,0.944

0.0704286

21

-1.381,0,0,-1.473,0,1.0376

-7.22509,0,0,-0.451257,0,0.99552

1.0546

22

1.565,-4.419,0,0,0,1.0376

-1.81,-3.1588,0,0,0,0.99552

0.0582796

23

-2.62,0,0.826,-1.06,0,0.542

-7.46429,0,0.184,-0.432857,0,0.944

0.692348

24

-0.5,-3.18,0.826,0,0,0.542

-2.27,-3.03,0.184,0,0,0.944

0.0704286

25

-2.854,0,0,0,0.444259,-0.440119

-9.69522,0,0,0,0.595515,0.122726

0.41349

26

0.703636,-3.55764,0,0,0.114848,0.693055

-2.33154,-2.91542,0,0,0.0695385,0.898166

0.0629376

27

-5.4825,0,2.6285,0,-0.0425,-0.518

-12.425,0,3.269,0,0.09,-0.066

0.353303

28

-0.7125,-3.18,1.0385,0,-0.0425,0.542

-1.82,-3.03,-0.266,0,0.09,0.944

0.070961

29

-1.66812,0,0,-1.18588,0.114848,0.693055

-7.32939,0,0,-0.416488,0.0695385,0.898166

0.777141

30

0.703636,-3.55764,0,0,0.114848,0.693055

-2.33154,-2.91542,0,0,0.0695385,0.898166

0.0629376

31

-2.8325,0,1.0385,-1.06,-0.0425,0.542

-7.01429,0,-0.266,-0.432857,0.09,0.944

0.69288

32

-0.7125,-3.18,1.0385,0,-0.0425,0.542

-1.82,-3.03,-0.266,0,0.09,0.944

0.070961

Наилучшей моделью для задачи № 2 является модель под номером № ___.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]