Математические методы планирования экспериментов (стр. 4 из 4)

(22)

; (23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

где

(29)

(30)

(31)

(32)

Здесь

- число опытов в центре плана; - число остальных опытов.

Матрица рототабельного планирования, оказывается неортогональной, так как:

(33)

Следовательно, если какой-либо из квадратичных эффектов оказался незначимые, то после его исключения коэффициенты уравнения регрессии необходимо пересчитать заново.

При использовании рототабельных планов второго порядка дисперсию воспроизводимости можно определить по опытам в центре плана. В связи с этим при проверке адекватности уравнения регрессии, полученного по рототабельному плану второго порядка, поступают следующим образом.

Находят остаточную сумму квадратов:

(34)

с числом степеней свободы

(35)

По опытам в центре плана определяют сумму квадратов воспроизводимости:

(36)

с числом степеней свободы

Далее находят сумму квадратов, характеризующих неадекватность

, число степеней свободы которой

(37)

Проверяют значимость по критерию согласия Фишера:

. (38)

Уравнение значимо, если

Если модель второго порядка оказалась неадекватной, следует повторить эксперименты на меньшем интервале варьирования факторов или перенести центр плана в другую точку факторного пространства. В тех случаях, когда адекватность модели по-прежнему не достигается, рекомендуется перейти к планам третьего порядка [1].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование теории планирования эксперимента является одним из путей существенного повышения эффективности многофакторных экспериментальных исследований. Под планированием эксперимента понимают процедуру выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью. Основные преимущества активного эксперимента связаны с тем, что он позволяет:

1. Минимизировать общее число опытов;

2. Выбирать четкие логически обоснованные процедуры, последовательно выполняемые экспериментатором при проведении исследования;

3. Использовать математический аппарат, формализующий многие действия экспериментатора;

4. Одновременно варьировать всеми переменными и оптимально использовать факторное пространство;

5. Организовать эксперимент таким образом, чтобы выполнялись многие исходные предпосылки регрессионного анализа;

6. Получать математические модели, имеющие лучшие в некотором смысле свойства по сравнению с моделями, построенными из пассивного эксперимента;

7. Рандомизировать условия опытов, то есть многочисленные мешающие факторы превратить в случайные величины;

8. Оценивать элемент неопределенности, связанный с экспериментом, что дает возможность сопоставлять результаты, полученные разными исследователями.

В планировании экспериментов применяются в основном планы первого и второго порядков. Планы более высоких порядков используются в инженерной практике редко. В данном реферате было кратко изложена методика составления плана эксперимента для моделей первого порядка и более подробно представлено понятие о планировании второго порядка и построение планов второго порядка [2].

Список использованных источников

1. Спирин Н.А., Лавров В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного экспиремента: конспект лекции Н.А. Спирина – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2004.- 257 с.

2. Налимов В.Н. Логические основания планирования эксперимента: учебник Е.А. Шалыгина -2-е изд. – М.: Колос, 2001.

3. Планирование эксперимента – Режим доступа: URL: http://opds.sut.ru/electronic_manuals/pe/f053.htm