Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математические методы в проектировании изделий электроники кр

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
29.03.2023
Размер:
772.08 Кб
Скачать

Полную дисперсию ( ) можно рассчитать по формуле:

 

 

 

 

 

225923,064

 

( ) = ∑[ − ( )]2 / − 1 =

= 7790,45.

 

 

 

 

 

29

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив данные значения, получается

 

=

ад( )

=

7939,759

= 1,02.

 

 

 

 

расч

 

( )

7790,45

 

 

 

 

 

 

кр определяется по таблицам распределения Фишера для заданного уровня значимости, принимая во внимание, что число степеней свободы для общей суммы квадратов (большей дисперсии ) 1 = − = 30 − 2 = 28 и число степеней свободы остаточной суммы квадратов (меньшей дисперсии) при линейной регрессии равно 2 = − 1 = 30 − 1 = 29. кр = 4,2.

Таким образом,

расч < кр

1,02 < 4,2

Об удачности линейного уравнения регрессии можно судить также по значению коэффициента детерминации 2:

 

 

 

2 = ∑[ ( ) −

]2 / ∑[ ( ) − ]2

= 0,013.

расч

 

 

=1

=1

 

Коэффициент детерминации 2 показывает, какая доля вариации отклика y объясняется изменением 5 (1,3 %).

Средняя относительная ошибка (в процентах):

 

1

 

|

|

 

∆=

 

расч

 

 

∙ 100% = 64,52 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку ошибка 64,52 %, то данное уравнение нельзя использовать в качестве регрессии.

Для реализации пошагового регрессионного анализа в первую очередь необходимо будет исключить фактор с наименьшим расчетным значением

( а0 расч = 0,22).

Используя инструмент «Регрессия», включенный в настройку «Анализ

данных» программы Microsoft Excel, для линейного полинома = 1

1 +

2 2 + + 3 3 + 4 4 + 5 5 были

получены коэффициенты 1, 2, 3

, 4,

5 (рисунок 2.3).

 

 

21

Рисунок 2.3 – Получение коэффициентов 1, 2, 3, 4, 5 для линейной полиномы = 1 1 + 2 2 + + 3 3 + 4 4 + 5 5

Значения коэффициентов регрессии и результаты проверки их статистической значимости, полученные при реализации процедуры пошагового регрессионного анализа, заносятся в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Значения коэффициентов регрессии и результаты проверки их статической значимости

 

Точечная

Критерий Стьюдента

Решение о

Коэффициент

 

 

статистической

расчетное

критическое

оценка

модели

значение,

(табличное)

значимости

коэффициента

 

| расч|

значение, кр

коэффициента

 

 

1

5,69

4,70

2,0595

значим

2

−0,37

2,32

2,0595

значим

3

−1,25

3,87

2,0595

значим

4

−3,65

4,16

2,0595

значим

5

2,01

4,40

2,0595

значим

Расчетные значения а1 расч, а2 расч, а3 расч, а4 расч, а5 расч больше

табличного. Таким образом, статистическая значимость коэффициентов регрессии подтверждается.

Конечный вид уравнения регрессии, полученного с помощью пошагового регрессионного анализа:

= 5,69 1 − 0,37 2 − 1,25 3 − 3,65 4 + 2,01 5.

22

Об удачности линейного уравнения регрессии можно судить также по значению коэффициента детерминации 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = ∑[ ( ) −

]2 / ∑[ ( ) −

]2 = 0,735.

 

 

 

 

расч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент детерминации 2 показывает, какая доля вариации

отклика y объясняется изменениями 1, 2, 3,

4, 5 (99,6 %). Чем ближе

2 к

единице, тем лучше функция =

+

+

+

+

 

 

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

описывает поведение отклика y. Считается, что модель удовлетворительно описывает y, если 2 ≥ 0,8. Проверка адекватности построенной регрессионной модели исходным данным является обязательной.

Для адекватной модели рассчитывается характеристика точности, такая как средняя относительная ошибка (в процентах):

 

1

 

|

|

 

∆=

 

расч

 

 

∙ 100% = 4,98 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В среднем, расчетные значения отклоняются от фактических на 4,98 %. Поскольку ошибка меньше 5 %, то данное уравнение можно

использовать в качестве регрессии.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

о

статистической значимости линейного полинома

= 5,69 1 − 0,37 2

− 1,25 3

− 3,65 4 + 2,01 5 экспериментальным данным

принимают с помощью F-статистики Фишера по формуле

 

 

 

 

ад( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

= (∑[ −

]2 / − )/

(∑[ − ( )]2

/ − 1),

 

 

расч

 

( )

 

 

 

 

расч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

число опытов эксперимента;

 

 

 

число значимых коэффициентов в построенной модели;

 

 

( ) − оченка математического ожидания отклика (среднее значение ),

 

 

 

подсчитанное по результатам всех опытов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = ∑( ) / .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

ад( )

=

78,646

 

= 0,261.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расч

 

 

( )

 

 

301,675

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кр определяется по таблицам распределения Фишера для заданного уровня значимости, принимая во внимание, что число степеней свободы для

23

общей суммы квадратов (большей дисперсии ) 1 = − = 30 − 2 = 28 и число степеней свободы остаточной суммы квадратов (меньшей дисперсии) при линейной регрессии равно 2 = − 1 = 30 − 1 = 29. кр = 4,2.

Значение определяется по следующей формуле:

 

 

= ∑[ − ( , , )]2 = ∑(∆ )2

= 2202.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

Результаты расчетов представлены в таблице 2.3.

 

 

Таблица 2.3 – Результаты расчетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Использование критерия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фишера

 

 

 

 

 

Средняя

 

 

Уравнение регрессии

 

 

 

Усло-

 

Заклю-

 

 

 

относи-

 

 

 

 

 

 

чение

 

 

 

тельная

2

 

(модель)

 

 

 

вие

 

 

 

 

 

расч

кр

 

об

 

 

 

ошибка

 

 

 

 

 

адекват-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

адекват-

 

 

 

∆, %

 

 

 

 

 

 

 

ности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейная

 

 

 

 

расч

 

 

 

 

 

 

 

 

= 5,69

− 0,37 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

0,261

4,2

 

 

Значим

 

2202

 

4,98

0,735

 

−1,25 3 − 3,65 4+

 

<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+2,01 5

 

 

 

 

кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:

В результате пошагового регрессионного анализа многофакторного эксперимента были исключены факторы, влияние которых на отклик

статистически незначимо.

Таким образом, модель

приняла вид

= 5,69 1 − 0,37 2 − 1,25 3

− 3,65 4 + 2,01 5. Проверка

существенности

уравнения данной модели с помощью коэффициента детерминации 2 установило, что доля 73,5 % вариации отклика y объясняется изменениями 1,2, 3, 4, 5. С помощью F-статистики Фишера было выявлено, что найденная оценка уравнения регрессии статистически надежна. Для адекватной модели была рассчитана средняя относительная ошибка ∆ = 4,98 %, которая означает, что данное уравнение можно использовать в качестве регрессии.

24

Список использованных источников

[1] Боровиков, С. М. , А. И. Бересневич, Е. Н. Шнейдеров, Т. В. Малышева, В. Е. Галузо Математические методы в конструировании и технологии радиоэлектронных средств : метод. пособие к практ. занятиям для студ. спец. «Моделирование и компьютерное проектирование РЭС» и «Проектирование и производство РЭС» всех форм обучения / С. М. Боровиков [и др.] ; под ред. С. М. Боровикова. – Минск : БГУИР, 2011. – 80 с. : ил.

25