- •Содержание
- •Введение
- •1Лабораторный практикум
- •1.1Получение математических моделей процессов резания методом полного факторного эксперимента
- •Статистическое планирование эксперимента. Выбор параметра оптимизации и независимых факторов. Построение матриц полного факторного эксперимента.
- •1.1.2 Получение математической модели
- •1.1.3 Проверка адекватности модели
- •1.1.4 Лабораторная работа №1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1.2 Получение математических зависимостей моделированием процессов износа изделий и материалов
- •1.2.1 Особенности моделирования процесса износа
- •1.2.2 Лабораторная работа №2 Исследование износостойкости различных материалов моделированием процесса износа
- •Содержание и порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1.2.3 Лабораторная работа №3
- •Оборудование, приборы, инструменты, заготовки
- •Содержание и порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1.3 Построение моделей в среде Excel for Windows
- •1.3.1 Построение линейной модели в Excel (пример)
- •1 Настройка пакета анализа
- •2 Ввод данных
- •3 Нахождение основных числовых характеристик
- •4 Нахождение коэффициента корреляции
- •5 Нахождение параметров линейной регрессии
- •6 Расчет доверительного интервала для прогноза
- •7 Построение доверительной области для прогноза
- •8 Расчет максимального % ошибки прогнозирования
- •9 Выводы по работе
- •1.3.2 Построение степенной модели в Excel (пример)
- •1 Настройка пакета анализа
- •2 Ввод данных
- •3 Нахождение основных числовых характеристик
- •4 Нахождение коэффициента корреляции
- •5 Нахождение параметров линейной регрессии
- •1.3.3. Пример построения многофакторной линейной модели в Excel
- •1 Настройка пакета анализа
- •2 Ввод данных
- •3 Нахождение основных числовых характеристик
- •4 Нахождение параметров линейной регрессии
- •5 Выводы по работе
- •1.3.4 Лабораторная работа № 4 Построение однофакторных регрессионных моделей в приложении
- •Содержание и порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1.3.5 Лабораторная работа № 5 Построение линейной многофакторной модели в приложении
- •2 Методические указания к практическим занятиям
- •2.1 Моделирование процесса резания методом линейного программирования Практическое занятие 1
- •2.1.2 Содержание отчёта
- •2.1.3 Контрольные вопросы
- •2.2 Исследование вероятностных эксплуатационных характеристик режущих инструментов Практическое занятие 2
- •2.2.1 Содержание и порядок выполнения работы
- •2.2.2 Содержание отчета
- •2.2.3 Контрольные вопросы
- •2.3 Определение закона распределения периода стойкости инструмента при малых объемах испытаний Практическое занятие 3
- •2.3.1 Содержание и порядок выполнения работы
- •2.3.2 Содержание отчета
- •2.4 Получение математических моделей методом полного факторного эксперимента Практическое занятие 4
- •2.4.1 Содержание и порядок выполнения работы
- •2.4.2 Содержание отчёта
- •2.4.3 Контрольные вопросы
- •2.5 Получение математических моделей методами теории корреляции Практическое занятие 5
- •2.5.1 Содержание и порядок выполнения работы
- •2.5.2 Содержание отчета
- •2.5.3 Контрольные вопросы
- •3.1 Задание на расчетно-графическую работу
- •3.2 Порядок выполнения работы
- •3.3 Проверка соответствия статистического распределения теоретическому по критерию Пирсона (æ²)
- •3.4 Проверка соответствия статистического распределения теоретическому по критерию Колмогорова (n)
- •Статистическое, 2- теоретическое;
- •Список рекомендованной литературы
- •Приложение а Справочные таблицы для проверки адекватности математических моделей
- •Приложение б Пример выполнения расчетно-графической работы
- •84313, М. Краматорськ, вул. Шкадінова, 72
6 Расчет доверительного интервала для прогноза
Доверительный интервал для прогнозируемого отклика y записывается в виде: , где
;
= 1,798 – стандартная ошибка (см. табл. 1.15);
– количество наблюдений;
– среднее значение фактора (см. табл. 1.14);
– дисперсия выборки (см. табл. 1.14);
– критическая точка распределения Стьюдента.
Чтобы найти , выбирают команду «Вставка функции», категорию «Статистические», функцию Стьюдраспобр. Вводят требуемую вероятность (0,05) и число степеней свободы ( ). Получают для однофакторной регрессии (при n =15) = 2,16.
7 Построение доверительной области для прогноза
Доверительная область – совокупность доверительных интервалов. Строят точечную диаграмму: по оси абсцисс – значения фактора х, по оси ординат – значения отклика y, расчетных значений y(x) и границ доверительных интервалов , . Получают диаграмму:
8 Расчет максимального % ошибки прогнозирования
Максимальный % ошибки прогнозирования рассчитывается по формуле:
.
9 Выводы по работе
В результате статистического анализа данных получено, что между фактором x и откликом y существует достаточная линейная зависимость, т. к. коэффициент корреляции , и эта зависимость обратная.
Среднее значение фактора , среднее значение отклика .
Полученная модель связи между фактором x и откликом y:
.
Модель адекватна исходным данным по критерию Фишера с уровнем доверия более 95%. Оба коэффициента статистически значимы по критерию Стьюдента..
Максимальный % ошибки прогнозирования составляет порядка 10%.
Листы Excel с расчетами приведены на рисунках 1.5 и 1.6.
Рисунок 1.5 – Расчет в Excel
Рисунок 1.6 – Лист с формулами в Excel
1.3.2 Построение степенной модели в Excel (пример)
При построении линейной зависимости используются заданные значения x и y, при построении степенной зависимости используются их логарифмы (ln x и ln y). Последовательность работы аналогична.
1 Настройка пакета анализа
2 Ввод данных
Вводим исходные данные и находим их логарифмы (таблица 1.19):
Таблица 1.19 – Исходные данные
По исходным данным строится корреляционное поле с помощью «Мастера диаграмм», тип диаграммы – точечная.
3 Нахождение основных числовых характеристик
В качестве входного интервала выделяем все 4 столбца.
Получается следующая таблица для однофакторной регрессии (таблица 1.20).
Таблица 1.20 – Основные числовые характеристики
-
x
y
ln x
ln y
Среднее
4790,53
42,6853
8,3266
3,75089
Стандартная ошибка
657,948
0,88818
0,14947
0,02049
Медиана
3520
42,79
8,16622
3,7563
Мода
#Н/Д
#Н/Д
#Н/Д
#Н/Д
Стандартное отклонение
2548,22
3,43991
0,5789
0,07937
Дисперсия выборки
6493442
11,833
0,33513
0,0063
Эксцесс
-1,7127
-0,6446
-1,5251
-0,8672
Асимметричность
0,28061
0,56719
-0,1262
0,45444
Интервал
6954
11,42
1,68355
0,26072
Минимум
1586
38,34
7,36897
3,64649
Максимум
8540
49,76
9,05252
3,90721
Сумма
71858
640,28
124,899
56,2633
Счет
15
15
15
15