Файл: Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 586
Скачиваний: 2
22 Глава 1
в) Дисперсия в трубе с насадкой
d?z . |
dz . , |
, , |
1.3. Классифицируйте |
каждое |
уравнение задачи 1.1 (или 1.2) |
по признакам, указанным в табл. 1.1.2.
1.4.Можно ли, выполняя измерения какой-либо величины, выяснить, является ли она случайной или детерминированной?
1.5.В табл. 3.1.5 представлены данные [6] о теплоте парооб разования пропана. Имеет ли какое-либо отношение среднее откло нение к точности или воспроизводимости представленных данных?
|
|
|
|
Таблица 3.1.5 |
|
|
Диапазон температур |
Среднее откло |
|
Автор |
Номер ссылки |
минимальное |
максимальное |
нение темпера |
по работе [6] |
туры парообра |
|||
|
|
значение |
значение |
зования по всем |
|
|
|
|
данным |
А |
14 |
100 |
135 |
1,12 |
В |
16 |
103 |
167 |
1,43 |
С |
4 |
100 |
190 |
0,98 |
1.6. Укажите два способа, с помощью которых |
детерминиро |
|||
ванный |
входной сигнал |
х (t). = a cos (dt можно |
преобразовать |
вслучайный.
1.7.Каким еще путем, кроме способов, указанных на фиг. 1.2.3, можно ввести ошибку в модель процесса?
1.8.Является ли случайной (стохастической) ошибка, возникаю щая при численном интегрировании модели в форме дифферен циального уравнения? Является ли случайной вводимая в модель процесса.ошибка, связанная с отбрасыванием членов при аппрок симации дифференциального уравнения уравнением в конечных разностях?
1.9.Термопара помещена в резервуар с водой, проводники присоединены к потенциометру. Перечислите случайные ошибки, которые будут иметь место при измерении напряжения.
1.10.Можно ли из данного графика относительной плотности распределения измерений некоторой предполагаемой случайной
величины узнать, имеется ли смещение измерений? Поясните.
i l |
• • |
• |
• |
г |
m • |
|
|
J I i _ J L _ j I I I |
Введение |
23 |
|
1.11. Является ли случайной величиной функция случайной |
|||||||||||||||||
переменной? |
Объясните. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
|
|
|
|
|||||
1. |
Himmelblau |
D . M . , Bischoff |
К . В . , Process Analysis and |
Simulation, |
W i l e v , |
|||||||||||||
|
N . Y . , |
|
1968. |
|
Technometrics, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Youden |
W . |
J., |
4, |
111 |
(1962). |
|
|
|
|
||||||||
3. |
Youden |
W . |
J., |
Physics |
Today, |
14, |
|
32 |
(Sept. |
1961). |
|
|
||||||
4. Eisenhart С , |
J. |
Res. |
Nat. |
Bur. |
Standards, |
67C, 161 |
(1963). |
|
||||||||||
5. Stanton B . D . , ISA |
J., p. |
77 |
(Nov. |
1964). |
|
|
|
|
|
|||||||||
6. |
Helgeson N . |
L . , |
Sage |
В . H . , / . |
Chem. |
Eng. |
Data, |
12, |
47 (1967). |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ |
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
||||||||
|
Formby |
J., |
A n |
Introduction |
to |
the |
Mathematical Formulation of Self- |
|||||||||||
organizing |
Systems, |
Van Nostrand, Princeton, N . J . , |
1965. |
|
||||||||||||||
|
Papoulis A . , Probability, |
Random |
Variables |
and |
Stochastic Processes, |
|||||||||||||
M c G r a w - H i l l , |
N . Y . , |
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Peterson |
E . |
L . , |
Statistical |
Analysis |
and Optimization |
of Systems, |
W i l e y , |
||||||||||
N . Y . , 1961, Chs. 1—3; |
есть русский перевод: Питерсон |
И . Л . , Статистический |
||||||||||||||||
а н а л и з |
и |
оптимизация |
систем автоматического |
у п р а в л е н и я , изд-во |
«Сов. |
|||||||||||||
Радио», |
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глава 2
Р А С П Р Е Д Е Л Е Н ИЯ ВЕРОЯТНОСТИ И ВЫБОРОЧНАЯ СТАТИСТИКА
і В соответствии с частотной интерпретацией вероятности (см. приложение А) под вероятностью понимают отношение числа событий, характеризующихся определенным исходом, к полному числу всех возможных исходов при большой продолжительности эксперимента. Другие смысловые связи между экспериментом и его математическим описанием приведены ниже.
Эксперимент
Случайный исход Таблица экспериментальных р е з у л ь
татов Все возможные исходы
Асимптотическая относительная частота п о я в л е н и я некоторого результата (за большое время)
Таблица асимптотических относи тельных частот каждого исхода
На к о п л е н н а я сумма относительных частот
Математическое описание
Случайная переменная Выборочное пространство
Гене р а л ь н а я совокупность Вероятность события
Распределение вероятности
Распределение накопленной веро ятности (функция распределе н и я вероятности)
Г |
Исследователь обычно стремится заменить большое количество |
||||||||
|
экспериментальных данных несколькими легко воспринимаемыми |
||||||||
|
числами. При благоприятных обстоятельствах ему удается |
связать |
|||||||
|
экспериментальные данные с известной математической функ |
||||||||
|
цией —распределением вероятности, которое достаточно |
хорошо |
|||||||
|
соответствует относительной частоте появления этих данных. |
||||||||
|
Тогда, |
используя эту |
функцию, он |
может |
делать |
различные |
|||
|
предсказания о случайной величине, которая является объектом |
||||||||
|
эксперимента. Однако часто объем экспериментальных данных |
||||||||
|
бывает |
недостаточен и |
тогда экспериментатор |
в |
лучшем |
случае |
|||
V |
в состоянии получить лишь оценки среднего значения по ансамблю |
||||||||
! |
и, быть |
может, дисперсии по |
ансамблю случайной |
величины. |
|||||
|
В этой главе будут описаны некоторые наиболее часто исполь |
||||||||
|
зуемые |
функции распределения. Кроме того, рассматриваются |
|||||||
|
такие характеристики ансамбля, как среднее значение, диспер |
||||||||
|
сия, ковариация, коэффициент корреляции, которые используются |
||||||||
|
при анализе процессов. Затем будет обсужден первый из двух |
||||||||
|
основных методов оценивания |
средних |
значений |
по-ансамблю, |
Распределения |
вероятности |
и выборочная |
статистика |
25 |
а именно: 1) выборочных средних и 2) средних по времени. В изло жение включены некоторые выборочные распределения, которые окажутся полезными при последующих обсуждениях интерваль ных оценок и методов проверки гипотез. Средние по времени будут рассмотрены в гл. 12.
2 . 1 . П Л О Т Н О С Т Ь Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Я |
В Е Р О Я Т Н О С Т И |
И Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Е Н А К О П Л Е Н Н О Й В Е Р О Я Т Н О С Т И |
Д л я упрощения записи распределение |
накопленной |
вероятности |
|||
для X (t) будет обозначаться |
символом 1 ) |
|
|
||
Р{Х {t) |
^х} |
= Р |
(х; |
t), |
(2.1.1) |
где X — некоторое число. |
Аргумент |
в левой части |
тождества |
||
(2.1.1) означает: «все значения |
случайной |
величины X |
(t) меньше |
|
Время |
t |
Ф и г . 2.1.1. |
Повторные измерения температуры жидкости в заданной точке; |
|
хі, х2 |
и х3 — различные уровни |
случайной переменной X (t). |
детерминированной величины х или равны ей». Использование символа X, а не постоянной к связано с тем, что во многих случаях ограничивающая величина сама является детерминированной переменной. Величина Р (х; t) иногда называется распределением накопленной вероятности первого порядка, потому что это распре деление .содержит только одну случайную величину в некоторый момент времени.
Используя понятие частоты, можно дать физическую интерпре тацию Р (x;t). Пусть многократно проводились измерения темпе ратуры жидкости. В результате было получено семейство кривых X (t), некоторые из которых приведены на фиг. 2.1.1. Д л я каждой
1 ) В отечественной литературе под функцией распределения |
и л и интег |
|||||||
ральной |
функцией |
распределения |
принято |
понимать |
величину, |
удовлет |
||
в о р я ю щ у ю условию |
Р {X (t) < |
х} = |
Р |
(х; t). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Е с л и переменная X |
(t) непрерывна, |
это |
определение |
совпадает |
с |
(2.1.1).— |
||
Прим.. |
ред. |
|
|
|
|
|
|
|