Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовая по научн. исследованиям.docx
Скачиваний:
41
Добавлен:
17.04.2015
Размер:
175.66 Кб
Скачать

Определение генеральной совокупности

Математическое ожидание My определяется по формуле

Уровень значимости q = 0,05

Число степеней свободы f = n – 1 = 60 – 1 = 59

Распределение Стьюдента определяется по таблице и равен: tqf = 2,00

Расчет необходимого числа параллельных опытов.

Исходными данными для этого расчета служат результаты серии опытов, представленные в таблице.

Пусть требуется найти минимальное число n повторений опытов, при котором среднее арифметическое , найденное по этой выборке, отличалось бы от математического ожидания не более, чем на заданную величину ∆. Для ее решения необходимо знать оценку дисперсииs2. Искомое значение n определяется по формуле

Величину τ отыскивают из таблицы при уровне значимости q и числе степеней свободы f, связанном с оценкой дисперсии s2.

Преобразуем формулу для определения количества повторений опытов, для этого разделим числитель и знаменатель на , тогда получим:

;

где - коэффициент вариации;

-относительная величина ошибки,

Найдём коэффициент вариации

Найдём величину относительной ошибки:

Тогда окончательно:

;

Следовательно необходимое число дублированных опытов равно n=4.

Обработка результатов эксперимента

Условия эксперимента и результаты дублированных опытов представлены в таблице

Условия эксперимента и результаты дублированных опытов.

№ опыта

Нормализованные значения факторов

Результаты дублированных опытов

y

ŷ

x1

x2

x3

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 3

Опыт 4

1

– 1

– 1

– 1

15.34

18.68

15.98

16.29

16,57

12,940313

2

+1

– 1

– 1

18.07

22.15

20.31

21.09

20,41

18,599688

3

– 1

+1

– 1

12.89

17.03

16.12

13.75

14,95

16,892188

4

+1

+1

– 1

17.38

19.83

18.39

18.52

18,53

18,647813

5

– 1

– 1

+1

13.24

14.36

14.26

13.95

13,95

14,286563

6

+1

– 1

+1

22.51

23.49

23.17

23.83

23,25

21,757188

7

– 1

+1

+1

10.32

14.08

13.15

11.49

12,26

14,238438

8

+1

+1

+1

19.92

20.98

23.95

24.05

22,00

25,805313

Номер опыта

Значение факторов

Результаты эксперимента МПа

Результаты расчётов

x1

x2

x3

yj1

yj2

yj3

yj4

y1

s2j

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0,13

1

6

15,34

18,68

15,98

16,29

16,57

2,130

2

0,38

1

6

18,07

22,15

20,31

21,09

20,41

2,992

3

0,13

5

6

12,89

17,03

16,12

13,75

14,95

3,793

4

0,38

5

6

17,38

19,83

18,39

18,52

18,53

1,011

5

0,13

1

18

13,24

14,36

14,26

13,95

13,95

0,256

6

0,38

1

18

22,51

23,49

23,17

23,83

23,25

0,316

7

0,13

5

18

10,32

14,08

13,15

11,49

12,26

2,820

8

0,38

5

18

19,92

20,08

23,95

24,05

22,00

5,339

Расчёт для среднего значения:

и.т.д

Расчёты для оценки дисперсии:

и.т.д.

Была проведена проверка однородности дисперсий опытов. Поскольку в данном случае имеется равномерное дублирование, здесь использовался критерий Кохрена. Максимальной из дисперсий оказалась дисперсия седьмого опыта . Поэтому:

Для уровня значимости q=0,05, числа степеней свободы каждой выборки f=n-1=3, количество выборок m=8 находим:

Полученное соотношение Gрасч <Gтабл позволяет принять гипотезу об однородности дисперсий.

Находим оценку дисперсии воспроизводимости экспериментов как среднее арифметическое дисперсий опытов:

Регрессивною модель объекта отыскиваем в виде неполного квадратного уравнения

yj=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b12x1x2+b13x1x3+b23x2x3+b123x1x2x3;

х1

х2

х3

yср

Х1yср

Х2yср

Х3уср

x1*x2*y

x2*x3*y

x1*x3y

x1*x2*x3*y

1

-1

-1

-1

16,57

-16,572

-16,572

-16,572

16,572

16,572

16,572

-16,572

2

1

-1

-1

20,405

20,405

-20,405

-20,405

-20,405

20,405

-20,405

20,40

3

-1

1

-1

14,9475

-14,947

14,9475

-14,947

-14,947

-14,947

14,947

14,947

4

1

1

-1

18,53

18,53

18,53

-18,53

18,53

-18,53

-18,53

-18,53

5

-1

-1

1

13,9525

-13,952

-13,952

13,952

13,952

-13,952

-13,952

13,952

6

1

-1

1

23,25

23,25

-23,25

23,25

-23,25

-23,25

23,25

-23,25

7

-1

1

1

12,26

-12,26

12,26

12,26

-12,26

12,26

-12,26

-12,26

8

1

1

1

22,00

22

22

22

22

22

22

22

 

 

 

141,917

26,452

-6,442

1,0075

0,192

0,557

11,622

0,692

Построим вспомогательную таблицу для расчета коэффициентов регрессии:

b0=

b1=

b2=

b3=

b12=

b23=

b13=

b123=

17,73969

3,306563

-0,8053

0,12593

0,02

0,07

1,45

0,09

Определяем коэффициенты регрессии (n-число параллельных опытов N-число опытов):

Окончательно уравнение регрессии принимает вид:

y=17,74+3,307x1-0,805x2+0,126x3+0,02x1x2+0,07x2x3+1,45x1x3 +0,09x1x2x3

СКО для каждого коэффициента регрессии составляет:

Для оценки значимости коэффициентов регрессии найдём значения коэффициентов Стьюдента при уровне значимости q=0,05 и числе степеней свободы fy связанным с дисперсией воспроизводимости. Поскольку имеет место равномерное дублирование опытов число степеней свободы определяем:

fy=N(n-1)=8(4-1)=24

Из таблиц получено fтабл=2,06. Следовательно

Коэффициенты

b12: <1,285

b3: <1,285

b23: 0,07<1,285

b123: 0,09<1,285

были признаны незначимыми.

Регрессионная модель после отбрасывания незначимых членов получена в виде

y=17,74+3,307x1-0.805x2+1,45x1x3

Определяем доверительные интервалы для каждого коэффициентов регрессии, в общем виде уравнения имеет вид:

Теперь проверяем адекватность математической модели. Дисперсию адекватности определяем по формуле:

Здесь p-число коэффициентов E-регрессии анализируемой модели равное 7;

-значение отклика в j-ом опыте.

Затем находим значение критерия Фишера:

Табличный критерий Фишера при q=0,05 и числе степеней свободы fад=24 было найдено значение Fтабл=2,51. Поскольку Fрасч>Fтабл гипотеза об адекватности модели не принимается. Это связанно либо с экспериментальными ошибками, либо с неправильно выбранной моделью.