- •8. Основы статистической обработки результатов эксперимента
- •Построение графиков распределений в случае малой выборки
- •8.2. Построение графиков распределений в случае большой выборки
- •8.3. Доверительные интервалы и вероятности
- •Доверительный интервал для математического ожидания случайной
- •8.5 Доверительный интервал для стандартного отклонения случайной величины, распределенной нормально с неизвестным стандартным отклонением и математическим ожиданием
- •8.6. Проверка гипотез о законе распределения. Критерии согласия
- •8.6.1. Критерий согласия 2 (критерий Пирсона)
- •8.6.2.Критерий согласия Бартлетта
- •8.6.3.Критерий согласия Мизеса (критерий n2)
8.6.2.Критерий согласия Бартлетта
Этот критерий дает хорошие результаты при проверке гипотезы об экспоненциальном законе распределения. Статистика лежащая в его основе имеет вид
,
где xi - наработка на отказ, n - число отказов, .
При допущении об экспоненциальном распределении случайной величины xi статистика Br имеет распределение Хи-квадрат с n-1 степенями свободы. Таким образом выбирая уровень значимости (или доверительную вероятность) мы можем установить верхнюю и нижнюю границы (критические значения) критерия с помощью процентилей Хи-квадрат распределения
[ 2(1-/2), n-1 ; 2(/2), n-1 ].
Если подсчитанное значение статистики Br попадает внутрь этого интервала, то можно утверждать, что с (1 - ) доверительной вероятностью критерий не противоречит гипотезе о том, что выборка принадлежит совокупности случайных чисел подчиняющихся экспоненциальному закону распределения.
Пример 8.8. При испытаниях тепловоза регистрировался интервал между соседними отказами. Всего зарегистрировано n=20 отказов. Данные представлены ниже в виде табл.8.7.
Таблица 8.7.
-
21,2
0,1
15,3
5,8
26,7
2,1
4,3
7,3
11,3
7,5
14,3
32,1
2,8
6,7
16,9
17,6
12,6
2,3
7,7
4,5
Выполняем необходимые вычисления.
= 38,8 ; tn = 218,9;
.
Полагая уровень значимости 10%, по таблицам процентилей Xи-квадрат распределения находим критические границы для B20
[20,95, 19= 10,12 ; 20,05, 19= 30,14 ].
Результаты не противоречат гипотезе об экспоненциальном законе распределения наработки на отказ.
8.6.3.Критерий согласия Мизеса (критерий n2)
Этот критерий часто применяется для выборок сравнительно малого объема n100, хотя вполне применим и для больших выборок. Его достоинством является отсутствие необходимости группировки результатов эксперимента как того требует критерий Пирсона. Неизбежной платой за такую группировку является потеря части информации о распределении. Для сравнительно небольших выборок эта потеря может быть существенна.
Проверяя гипотезу о распределении с помощью критерия 2, необходимо вычислить
,
где и значения гипотетического и экспериментального законов распределений.
Если полученное значение n2 меньше критического, то гипотеза признается не противоречащей экспериментальному распределению. Критические значения для критерия n2 приведены в табл.8.8 [3].
Уровень значимости |
Критическое значение n2 |
Уровень значимости |
Критическое значение n2 |
0,5 |
0,1184 |
0,05 |
0,4614 |
0,4 |
0,1467 |
0,03 |
0,5489 |
0,3 |
0,1843 |
0,02 |
0,6198 |
0,2 |
0,2412 |
0,01 |
0,7435 |
0,1, |
0,3473 |
0,001 |
1,1679 |
Такой же подход используется и при обработке группированных данных [4]. В этом случае в формуле для n2 индекс i будет означать номер столбца (класса) гистограммы, а n- число классов гистограммы.
В.А.Симонов Прочность и надежность локомотивов. Конспект лекций. Брянск, БГТУ