
- •Основные понятия (определения) моделирования.
- •Методология моделирования.
- •I этап моделирования (анализ моделируемой системы и постановка задач).
- •II этап моделирования. Формализация. Решение задачи. Выбор метода моделирования (подробно).
- •Корреляционный анализ.
- •Этап моделирования. Разработка имитационных моделей.
- •Системные числовые атрибуты
- •Генерация равномерно-распределенных случайных чисел. Оценка их качества на тестах (по книге).
- •Тест частот. Функция распределения равномерно распределенных случайных чисел в диапазоне от 0 до 1 представлена на рис.14.1, а функция плотности на рис.
- •Планирование имитационных экспериментов. Концепция «черного ящика».
- •План дфэ (дробных факторных экспериментов).
- •Рцкп (ротатабельный центральный композиционный план).
- •Планы Кифера
- •12. Тактическое планирование имитационных эксперементов.
- •Метод моментов. Равномерный закон.
- •Метод моментов. Нормальный закон.
- •Метод моментов. Экспоненциальный закон.
- •Метод моментов. Гиперэкспоненциальный закон.
- •Метод моментов. Специальный эрланговский закон.
- •Табличный метод генерации случайных чисел. Достоинства и недостатки.
- •План пфэ (полного факторного эксперимента).
- •10. План оцкп (ортогональный центральный композиционный план).
- •12. Применение дисперсионного анализа для оценки качества уравнений регрессии. Оценка значимости коэффициентов полинома.
- •13. Метод оптимизации по системе уравнений в частных производных.
- •14. Геометрический метод для 2 факторов.
10. План оцкп (ортогональный центральный композиционный план).
ОЦКП сохраняет свойство симметричности плана за счёт того, что на каждый фактор вводят по две симметричные звёздные точки. ОЦКП сравнительно несложно построить. ОЦКП в значительной мере упрощает вычисления, что особенно существенно для «ручных» вычислений. Свойство нормированности
в ОЦКП сохранить не удаётся, но это и не так важно. Для обеспечения ортогональности столбцов матрицы планирования вводят некоторые сравнительно несложные преобразования. Расстояние звёздной точки от середины осей координат вычисляется по формуле:
Вычисляется
вспомогательный коэффициент:
Вычисляются новые значения элементов столбцов квадратов факторов:
Матрица планирования для двух факторов по ОЦКП представлена в виде таблицы
|
x0 |
X1 |
X2 |
x12 |
x12 |
x22 |
ЦТ |
1 |
0 |
0 |
0 |
-2/3 |
-2/3 |
План ПФЭ |
1 1 1 1 |
-1 1 -1 1 |
-1 -1 1 1 |
1 -1 -1 1 |
1/3 1/3 1/3 1/3 |
1/3 1/3 1/3 1/3 |
Звездные точки |
1 1 1 1 |
-1 1 0 0 |
0 0 -1 1 |
0 0 0 0 |
1/3 1/3 -2/3 -2/3 |
-2/3 -2/3 1/3 1/3 |
11. Регрессионный анализ с примером для линейной зависимости y=b0+b1x.
Регрессионный
анализ основан на методе наименьших
квадратов, который требует, чтобы сумма
квадратов отклонений экспериментальных
значений от вычисленных по аппроксимирующей
зависимости была минимальной:
В лучшем случае при обработке результатов экспериментов нам известен вид математической зависимости между переменными и тогда следует вычислить только неизвестные коэффициенты. Чаще всего вид математической зависимости неизвестен. В этом случае рекомендуется использовать степенные полиномы, которые при повышении степени полинома позволяют получать аппроксимирующие зависимости с любой заданной точностью.
Приведём запись уравнения в матричном виде и проведём его преобразование для получения формулы для вычисления коэффициентов полинома.
Рассмотрим
самый простой пример однофакторной
зависимости
и проведём аппроксимацию этой зависимости
линейной функцией:
Пусть
проведено
экспериментов, по результатам которых
получены
значений
и
значений
.
Чтобы для вычисления коэффициентов
и
использовать один и тот же алгоритм
введём в формулу фиктивную переменную
,
всегда равную единице.
Составим матрицы X
и Y:
Проведём несложные матричные преобразования и получим формулы для вычисления коэффициентов полинома
Требуется
провести обращение матрицы
,
т. е. получить матрицу
Умножение обратной и «своей» прямой
матрицы даёт в произведении единичную
матрицу, в которой элементы главной
диагонали равны единице, а остальные
элементы равны нулю.
После несложных преобразований систем уравнений получим расчётные формулы для вычисления коэффициентов элементов матрицы А.
Проведём
проверку результатов проведённых
преобразований, обозначив знаменатель
у всех коэффициентов
:
Таким образом все преобразования проведены корректно. Всё решено правильно. Запишем окончательный результат:
Если линейное уравнение регрессии не удовлетворяет поставленным требованиям по каким-либо параметрам, то рекомендуется перейти к нелинейной регрессии;
Основной
показатель качества представления
экспериментальных данных уравнениями
регрессии – величина стандартной
ошибки, вычисляемая по формуле:
.