Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ лаб4 ЦКП.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
860 Кб
Скачать
☆

3.6. Контрольные вопросы.

  1. В чем сущность рототабельного ЦКП и какие ММ он позволяет построить?

  2. В чем сущность и цель стандартизации масштаба факторов?

  3. Как составляется и какими свойствами обладает МП рототабельного ЦКП?

  4. Как определяется число опытов РЦКП?

  5. Что такое «звездное плечо» и из каких соображений выбирается его значение?

  6. Как проверить воспроизводимость опытов?

  7. Как определяется оценка дисперсии воспроизводимости?

  8. Как рассчитать оценки коэффициентов регрессионного уравнения?

  9. Как проверить статистическую значимость оценок коэффициентов регрессии?

  10. Как проверить адекватность полученной ММ?

  11. Как перейти к исходным физическим переменным?

  12. В чем различия планов РЦКП и ОЦКП?

3.7. Пример расчета рцкп

Расчет РЦКП проведен для примера, представленного в пункте 2.7. Условия проведения эксперимента приведены в таблице 6. Воспроизводимость опыта исследуем на основе проведения пяти параллельных опытов в центре плана. Матриц планирования и результаты проведения экспериментов представлены в таблице 11.

Замечание 1. Для наборов факторов ядра и «звездных точек» параллельные опыты не проводились, поэтому в колонке 14 таблицы 11приведены значения отклика yi для i=1, N-N0.

Замечание 2. Для наборов факторов в центре плана ставились параллельные опыты, m=5 и по значениям откликов вычислялись средние значения и дисперсия отклика в каждой точке факторного пространства. Результаты вычислений приведены соответственно в колонках 14 и 15 таблицы 11.

Воспроизводимость опыта определяется по результатам эксперимента в центральных точках плана в соответствии с (34) Проведем анализ воспроизводимости опыта на основе критерия Кохрена в соответствии с (11): Gрасч=0,385, табличное значение критерия определяем при уровне значимости α=0,05 и степенях свободы γ1=m-1=4, γ2=N0=5, получаем Gтабл(α;γ1;γ2)=0,589. Так как Gрасч< Gтабл, опыт является воспроизводимым, и его результаты можно использовать для оценки коэффициентов регрессионного уравнения.

При расчете коэффициентов регрессионного уравнения используются значения отклика yi для i=1, N-N0 и значения yсрi для i= N-N0+1, N.

В соответствии с расчетными формулами (23)-(33) можно определить коэффициенты регрессионной модели. Для анализа значимости коэффициентов необходимо вычислить погрешности определения коэффициентов модели на основании соотношений (35)-(38). Результаты расчетов в таблице 12.

Для принятия решения о значимости коэффициентов уравнения регрессии расчетное значение критерия Стьюдента tрасч сравнивается с табличным значением. Табличное значений критерия Стьюдента tтабл выбирается при уровне значимости α=0,05 и степени свободы γ=N-K-1+N0(m-1)=21, tтабл=2,08. Неравенство tрасч <tтабл выполняется для коэффициента b11, который приравнивается к нулю и исключается из регрессионной модели.

Таблица 12 — Результаты анализа значимости коэффициентов для РЦКП.

 

b0

b1

b2

b12

b11

b22

расчетные формулы

26, 30

27, 31

27, 31

28, 32

29, 33

29, 33

коэффициенты регрессионной модели

10,81

5,78

0,48

2,32

-0,06

-0,72

расчетные формулы

35

36

36

37

38

38

погрешности определения коэффициентов

0,184

0,094

0,094

0,152

0,108

0,108

tрасч

25,177

18,883

1,573

5,962

0,185

2,194

вывод

 зн

зн

зн

зн

нзн

зн

Проверка адекватности построенной модели выполняется в соответствии с критерием Фишера (21). Согласно выражениям (34) дисперсия воспроизводимости равна s2воспр=0,749, остаточная дисперсия в соответствии с (39) составляет s2ост= 1,71. Расчетное значение критерия Фишера равно Fрасч=2,29. Табличное значение критерия Фишера Fтабл выбирается при уровне значимости α=0,05 и степенях свободы (40) и (41), Fтабл=2,78. Неравенство Fрасч< Fтабл выполняется, поэтому построенная регрессионная модель считается адекватной экспериментальным данным.

Перейдем от кодированных значений факторов к натуральному исчислению в соответствии с выражением (7) и условиями проведения эксперимента в таблице 6:

P=22,66-9,165R1-1,637R2+3,843R1R2—2,38R22.

Таким образом, полученное выражение может представлять, как и модель (23), характер функциональной зависимости средней потребляемой мощности P интегральной транзисторно-транзисторной логической схемы в области изменения номиналов резисторов 4,2≤R1≤6,4кОм, 3,2≤R2≤4,3 кОм.

4. Индивидуальные задания для выполнения лабораторной работы

Задания выполняются в соответствии с индивидуальными вариантами, приведенными в Приложении Г. Номер варианта соответствует номеру студента в списке группы.

Вариант задания представляет собой результаты ЦКП и содержит: ядро в виде ПФЭ типа 22, четыре «звездные» точки и пять точек в центре плана. В ходе эксперимента в каждой точке факторного пространства проводились три параллельных опыта. Порядок проведения опытов соответствует матрице эксперимента, представленной в таблице 1. При использовании ОЦКП можно выбрать любую строчку из центральных точек плана.

В ходе выполнения индивидуального задания требуется по предложенным экспериментальным данным построить регрессионные квадратичные модели на основе применения ОЦКП и РЦКП и провести регрессионный анализ моделей. Для этого необходимо:

— построить матрицу планирования экспериментов;

— проверить воспроизводимость опытов;

— рассчитать оценки коэффициентов регрессионного уравнения для двух центральных композиционных планов;

— проверить адекватность полученных моделей;

— провести анализ результатов и сделать выводы.

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕНИИ лабораторной работы

Отчет о выполненной работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Постановку задачи.

3. Матрицу планирования экспериментов.

4. Результаты проверки воспроизводимости опытов.

5. Результаты расчетов коэффициентов регрессионных моделей и проверки из статистической значимости.

6. Результаты проверки адекватности полученных моделейисходным экспериментальным данным.

7. Выводы и предложения о ходе дальнейших исследований, составленные на основании анализа регрессионных моделей.

Библиографический список

2. Космин В.В. Основы научных исследований: Учебное пособие для магистров / В.В. Космин. — М.: РИОР: ИНФРА-М, 2013. — 213 с.

3. Сидняев Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных. / Н.И. Сидняев — М.: Юрайт-Издат, ООО, 2012. — 399с.

Приложение А

G-распределение Кохрена

(значение G*100 в зависимости от числа степени свободы γ1, γ2) и = 0.05

γ2

γ1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

16

36

144

2

999

975

939

906

877

853

833

816

801

788

734

660

581

500

3

967

871

798

746

707

677

653

633

617

603

547

475

403

333

4

907

768

684

630

589

560

536

518

502

488

437

372

309

250

5

841

684

598

544

506

478

456

439

424

412

365

307

251

200

6

781

616

532

480

445

418

398

382

368

357

314

261

212

167

7

727

561

480

431

397

373

354

339

326

315

276

228

183

143

8

680

516

438

391

360

336

319

304

293

283

246

202

162

125

9

639

478

403

358

329

307

290

277

266

257

223

182

145

111

10

602

445

373

331

303

282

267

254

244

235

203

166

131

100

12

541

392

326

288

262

244

230

219

210

202

174

140

100

083

15

471

335

276

242

216

203

191

182

174

167

143

114

089

067

20

389

271

221

192

174

160

150

142

136

130

111

089

068

050

24

343

235

191

166

149

137

129

122

116

111

094

074

057

042

30

293

198

159

138

124

114

106

100

096

092

077

060

046

033

40

237

158

126

108

097

089

083

078

075

071

060

046

035

025

60

174

113

090

077

068

062

058

055

052

050

041

032

023

017

120

900

063

050

042

037

034

031

029

028

027

022

017

012

008

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Распределение Стьюдента.

Значения t–критерия Стьюдента при 5%-ном уровне значимости

Число степеней свободы

Значения t-критерия

1

12.71

2

4.303

3

3.182

4

2.776

5

2.571

6

2.447

7

2.365

8

2.306

9

2.262

10

2.228

11

2.201

12

2.179

13

2.160

14

2.145

15

2.131

16

2.120

17

2.110

18

2.101

19

2.093

20

2.086

21

2.080

22

2.074

23

2.069

24

2.064

25

2.060

26

2.056

27

2.052

28

2.048

29

2.045

30

2.042

1.960

Приложение В

Распределение Фишера.

Значения F–критерия Фишера при 5%-ном уровне значимости

ν1 ν2

1

2

3

4

5

6

12

24

1

164.4

199.5

215.7

224.6

230.2

234.0

244.9

249.0

254.3

2

18.5

19.2

19.2

19.3

19.3

19.3

19.4

19.4

19.5

3

10.1

9.6

9.3

9.1

9.0

8.9

8.7

8.6

8.5

4

7.7

6.9

6.6

6.4

6.3

6.2

5.9

5.8

5.6

5

6.6

5.8

5.4

5.2

5.1

5.0

4.7

4.5

4.4

6

6.0

5.1

4.8

4.5

4.4

4.3

4.0

3.8

3.7

7

5.5

4.7

4.4

4.1

4.0

3.9

3.6

3.4

3.2

8

5.3

4.5

4.1

3.8

3.7

3.6

3.3

3.1

2.9

9

5.1

4.3

3.9

3.6

3.5

3.4

3.1

2.9

2.7

10

5.0

4.1

3.7

3.5

3.3

3.2

2.9

2.7

2.5

11

4.8

4.0

3.6

3.4

3.2

3.1

2.8

2.6

2.4

12

4.8

3.9

3.5

3.3

3.1

3.0

2.7

2.5

2.3

13

4.7

3.8

3.4

3.2

3.0

2.9

2.6

2.4

2.2

14

4.6

3.7

3.3

3.1

3.0

2.9

2.5

2.3

2.1

15

4.5

3.7

3.3

3.1

2.9

2.8

2.5

2.3

2.1

16

4.5

3.6

3.2

3.0

2.9

2.7

2.4

2.2

2.0

17

4.5

3.6

3.2

3.0

2.8

2.7

2.4

2.2

2.0

18

4.4

3.6

3.2

2.9

2.8

2.7

2.3

2.1

1.9

19

4.4

3.5

3.1

2.9

2.7

2.6

2.3

2.1

1.9

20

4.4

3.5

3.1

2.9

2.7

2.6

2.3

2.1

1.9

22

4.3

3.4

3.1

2.8

2.7

2.6

2.2

2.0

1.8

24

4.3

3.4

3.0

2.8

2.6

2.5

2.2

2.0

1.7

26

4.2

3.4

3.0

2.7

2.6

2.5

2.2

2.0

1.7

28

4.2

3.3

3.0

2.7

2.6

2.4

2.1

1.9

1.7

30

4.2

3.3

2.9

2.7

2.5

2.4

2.1

1.9

1.6

40

4.1

3.2

2.9

2.6

2.5

2.3

2.0

1.8

1.5

60

4.0

3.2

2.8

2.5

2.4

2.3

1.9

1.7

1.4

120

3.9

3.1

2.7

2.5

2.3

2.2

1.8

1.6

1.3

3.8

3.0

2.6

2.4

2.2

2.1

1.8

1.5

1.0

Приложение Г

1

25,40

26,63

24,66

2

28,21

29,58

27,39

3

5,04

5,28

4,89

59,76

59,54

57,72

66,37

66,13

64,11

11,85

11,81

11,45

47,40

47,23

46,17

52,64

52,45

51,28

9,40

9,37

9,16

82,07

78,17

81,11

91,15

86,82

90,09

16,28

15,50

16,09

33,49

35,05

36,70

37,20

38,93

40,77

6,64

6,95

7,28

67,32

67,22

68,83

74,77

74,66

76,45

13,35

13,33

13,65

41,47

41,13

43,81

46,05

45,68

48,66

8,22

8,16

8,69

59,59

59,77

60,86

66,18

66,39

67,60

11,82

11,85

12,07

49,84

49,01

48,80

55,35

54,44

54,20

9,88

9,72

9,68

45,64

52,89

48,00

50,69

58,74

53,31

9,05

10,49

9,52

48,15

45,02

52,92

53,48

50,00

58,78

9,55

8,93

10,50

49,15

45,87

51,74

54,58

50,94

57,47

9,75

9,10

10,26

53,34

48,89

45,61

59,24

54,30

50,65

10,58

9,70

9,05

4

2,52

2,64

2,45

5

2,29

2,40

2,23

6

29,16

31,62

33,66

5,93

5,90

5,72

5,39

5,37

5,21

72,89

71,16

75,80

4,70

4,68

4,58

4,28

4,26

4,17

59,22

59,73

57,64

8,14

7,75

8,04

7,41

7,05

7,32

95,08

99,11

101,75

3,32

3,48

3,64

3,02

3,16

3,31

43,84

46,29

45,24

6,68

6,67

6,83

6,08

6,07

6,21

85,31

83,32

83,95

4,11

4,08

4,34

3,74

3,71

3,95

54,15

50,54

48,13

5,91

5,93

6,04

5,38

5,39

5,49

75,02

69,40

74,06

4,94

4,86

4,84

4,50

4,42

4,40

59,83

60,40

57,93

4,53

5,24

4,76

4,12

4,77

4,33

58,64

62,57

57,97

4,78

4,46

5,25

4,35

4,06

4,78

66,69

63,47

61,58

4,87

4,55

5,13

4,43

4,14

4,67

61,56

57,30

63,35

5,29

4,85

4,52

4,81

4,41

4,12

59,90

59,99

60,06

7

19,41

21,05

22,41

8

9,71

10,52

11,20

9

4,85

5,26

5,60

48,53

47,37

50,47

24,26

23,69

25,23

12,13

11,84

12,62

39,42

39,76

38,37

19,71

19,88

19,19

9,86

9,94

9,59

63,30

65,98

67,74

31,65

32,99

33,87

15,83

16,49

16,93

29,18

30,82

30,11

14,59

15,41

15,06

7,30

7,70

7,53

56,79

55,47

55,89

28,40

27,74

27,95

14,20

13,87

13,97

36,05

33,64

32,04

18,02

16,82

16,02

9,01

8,41

8,01

49,94

46,20

49,30

24,97

23,10

24,65

12,49

11,55

12,33

39,83

40,21

38,57

19,91

20,10

19,28

9,96

10,05

9,64

39,04

41,65

38,59

19,52

20,83

19,30

9,76

10,41

9,65

44,40

42,25

40,99

22,20

21,13

20,50

11,10

10,56

10,25

40,98

38,15

42,17

20,49

19,07

21,09

10,25

9,54

10,54

39,88

39,94

39,98

19,94

19,97

19,99

9,97

9,98

10,00

10

4,42

4,79

5,10

11

5,33

5,70

6,01

12

3,46

3,70

3,91

11,04

10,78

11,48

11,95

11,69

12,39

7,77

7,60

8,05

8,97

9,05

8,73

9,88

9,96

9,64

6,42

6,47

6,27

14,40

15,01

15,41

15,31

15,92

16,32

9,95

10,35

10,61

6,64

7,01

6,85

7,55

7,92

7,76

4,91

5,15

5,04

12,92

12,62

12,72

13,83

13,53

13,63

8,99

8,79

8,86

8,20

7,65

7,29

9,11

8,56

8,20

5,92

5,57

5,33

11,36

10,51

11,22

12,27

11,42

12,13

7,98

7,42

7,88

9,06

9,15

8,77

9,97

10,06

9,68

6,48

6,54

6,29

8,88

9,48

8,78

9,79

10,39

9,69

6,36

6,75

6,30

10,10

9,61

9,33

11,01

10,52

10,24

7,16

6,84

6,65

9,32

8,68

9,59

10,23

9,59

10,50

6,65

6,23

6,83

9,07

9,09

9,10

9,98

10,00

10,01

6,49

6,50

6,50

13

14,99

15,86

14,51

14

8,82

9,33

8,54

15

8,2

8,7

7,9

34,98

34,13

33,61

20,58

20,08

19,77

19,9

19,4

19,1

26,02

26,13

26,11

15,31

15,37

15,36

14,7

14,7

14,7

46,21

46,42

48,43

27,18

27,31

28,49

26,5

26,7

27,8

20,30

23,57

20,27

11,94

13,87

11,92

11,3

13,2

11,3

41,23

40,62

38,31

24,25

23,89

22,54

23,6

23,2

21,9

24,69

25,61

23,08

14,52

15,07

13,58

13,9

14,4

12,9

35,92

35,49

36,55

21,13

20,88

21,50

20,5

20,2

20,8

30,51

30,80

30,76

17,95

18,12

18,10

17,3

17,5

17,4

28,14

29,97

28,45

16,55

17,63

16,73

15,9

17,0

16,1

31,71

32,13

28,62

18,65

18,90

16,84

18,0

18,3

16,2

29,76

30,90

27,10

17,51

18,18

15,94

16,9

17,5

15,3

28,25

28,68

24,05

16,62

16,87

14,15

16,0

16,2

13,5

16

7,4

7,9

7,2

17

4,83

5,13

4,66

18

2,85

3,01

2,75

18,1

17,7

17,4

11,79

11,49

11,31

6,64

6,48

6,38

13,3

13,4

13,4

8,67

8,71

8,70

4,94

4,96

4,95

24,1

24,3

25,3

15,69

15,77

16,47

8,77

8,81

9,19

10,3

12,0

10,3

6,68

7,82

6,67

3,85

4,47

3,85

21,5

21,2

19,9

13,96

13,75

12,95

7,82

7,71

7,27

12,6

13,1

11,8

8,21

8,53

7,65

4,68

4,86

4,38

18,6

18,4

19,0

12,11

11,96

12,33

6,82

6,73

6,94

15,7

15,9

15,9

10,23

10,33

10,32

5,79

5,84

5,84

14,5

15,5

14,6

9,41

10,04

9,51

5,34

5,69

5,40

16,4

16,6

14,7

10,65

10,80

9,57

6,02

6,10

5,43

15,3

16,0

13,9

9,97

10,37

9,05

5,65

5,86

5,14

14,5

14,8

12,3

9,44

9,59

7,98

5,36

5,44

4,56

19

7,05

7,64

8,14

20

27,94

29,58

30,94

21

11,51

13,15

14,51

17,62

17,20

18,33

57,06

55,90

58,99

40,63

39,47

42,57

14,32

14,44

13,94

47,95

48,29

46,90

31,52

31,86

30,48

22,99

23,96

24,60

71,83

74,51

76,27

55,40

58,08

59,84

10,60

11,19

10,94

37,71

39,34

38,64

21,28

22,92

22,21

20,63

20,15

20,30

65,32

64,00

64,42

48,89

47,57

47,99

13,09

12,22

11,64

44,58

42,17

40,57

28,15

25,74

24,14

18,14

16,78

17,91

58,47

54,73

57,83

42,04

38,30

41,40

14,46

14,60

14,01

48,36

48,74

47,09

31,93

32,31

30,67

14,18

15,13

14,01

47,57

50,18

47,12

31,14

33,75

30,69

16,12

15,34

14,89

52,93

50,78

49,52

36,50

34,35

33,09

14,88

13,85

15,32

49,51

46,67

50,70

33,08

30,25

34,27

14,48

14,50

14,52

48,40

48,46

48,51

31,98

32,04

32,08

22

16,50

17,30

16,02

23

21,61

23,15

20,69

24

2,19

2,30

2,13

38,82

38,69

37,50

64,54

64,27

62,00

5,15

5,14

4,98

30,80

30,69

30,00

49,10

48,88

47,57

4,09

4,07

3,98

53,32

50,79

52,70

92,42

87,54

91,22

7,08

6,74

7,00

21,76

22,78

23,85

31,72

33,67

35,74

2,89

3,02

3,17

43,74

43,68

44,72

73,99

73,87

75,88

5,81

5,80

5,94

26,94

26,72

28,46

41,68

41,27

44,61

3,58

3,55

3,78

38,72

38,84

39,55

64,33

64,56

65,92

5,14

5,16

5,25

32,38

31,85

31,70

52,14

51,12

50,84

4,30

4,23

4,21

29,66

34,36

31,18

46,90

55,96

49,84

3,94

4,56

4,14

31,29

29,25

34,38

50,04

46,12

56,00

4,15

3,88

4,56

31,93

29,80

33,62

51,28

47,18

54,53

4,24

3,96

4,46

34,66

31,77

29,63

56,52

50,97

46,86

4,60

4,22

3,93

Заказ №______от «_____»___________ 2016. Тираж__________экз.

СевГУ