Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Поротов. Мат. методы.doc
Скачиваний:
30
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

Таблица 5.9

Расчет периодической изменчивости

и отклонений при длине волны L = 5 м

Номер столбца

1

2

3

4

5

Исходные данные

2,36

2,08

1,95

7,68

5,72

3,08

2,20

2,76

1,32

1,02

3,24

4,90

4,48

2,30

1,97

2,27

2,08

1,45

3,85

5,18

6,34

3,93

2,33

2,11

1,90

Средние по столбцам

(периодическая изменчивость)

3,46

3,04

2,59

3,45

3,16

Отклонения от средних

–1,10

–0,96

–0,64

4,23

2,56

–0,38

–0,84

0,17

–2,13

–2,14

–0,22

1,86

1,89

–1,15

–1,19

–1,19

–0,96

–1,14

0,40

2,02

2,88

0,89

–0,26

–1,34

–1,26

________________

Дисперсия исходных данных 2,790

Дисперсия отклонений 2,689

Дисперсия периодической изменчивости 0,101

Если имеется ряд значений пространственной переменной f(x), измеренных с шагом h, имеющих дисперсию D, то, задавая длину волны, можно выявить периодическую изменчивость (х) при данной длине волны и вычесть ее из исходных данных, что дает отклонение (х) = f(x) – (х). Разность дисперсии исходных данных и дисперсии отклонений дает дисперсию, поглощенную периодической изменчивостью. Чем больше поглощенная дисперсия, тем сильнее проявлена периодическая изменчивость. Задавая различную длину волны, можно найти наибольшую дисперсию, что и лежит в основе периодограммного анализа.

Отыскание наилучшей длины волны начинается с наименьшей длины волны L = h. Затем длина волны последовательно увеличивается до достижения половины ряда наблюдений N = n/2.

Таблица 5.10

Дисперсия различных длин волн

Длина волны, м

Дисперсия

отклонений

Дисперсия

периодической

изменчивости

D

D, %

0

2,790

0,000

0,0

2

2,783

0,007

0,2

3

2,759

0,031

1,1

4

2,279

0,511

18,3

5

2,689

0,101

3,6

6

2,702

0,088

3,2

7

1,724

1,066

38,2

8

0,445

2,345

85,1

9

1,436

1,354

48,5

10

2,367

0,423

15,2

11

2,148

0,642

23,0

12

2,073

0,717

25,7

Пример 5.10. Измерения пространственной переменной приведены в табл.5.7. Необходимо рассчитать периодическую изменчивость ряда значений путем перебора различных длин волн.

Покажем порядок расчета при длине волны L = 5 м. Исходные данные «разрежем» на части по пять измерений и запишем один под другим в пять столбцов (табл.5.9). Средние по столбцам – это периодическая изменчивость при длине волны L = 5 м. После вычитания из исходных данных периодической изменчивости получим отклонения. Далее рассчитаем их дисперсию и вычтем из дисперсии исходных данных.

Подобные расчеты выполнены для всех длин волн от L = 2 до L = 12 (табл.5.10). Наибольшая дисперсия периодической изменчивости 85,1 % установлена для длины волны 8 м.

Наиболее сильно выраженная волна периодической изменчивости, показанная на рис.5.14, имеет следующий вид:

{1,91 1,52 3,01 5,92 5,51 3,10 2,17 2,38}.

Можно совместить график исходных данных с графиком периодической изменчивости и убедиться в удовлетворительном их совпадении (рис.5.15). Следует отметить, что дисперсия периодической изменчивости в данном случае несколько больше, чем при гармоническом анализе с использованием двух важнейших гармоник.