Файл: Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 775

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

458

Глава 7

ментатор всегда должен проверять остатки на некоторый тренд. Чтобы имитировать такое поведение реального процесса, к каждо­ му из целочисленных значений переменных в табл. П.7.1.1а в порядке номеров, указанных в круглых скобках, прибавлялись значения 0, 0,1, 0,2* 0,3, . . ., 3,5. Новые имитированные данные приведены в табл. П.7.1.1г.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

ПЛ.І.Іг

 

1

2

3

4

5

6

Сумма

Среднее

 

значение

1

13,0

11,5

13,0

15,0

14,1

14,0

80,6

13,43

2

12,1

11,6

11,8

14,3

14,6

16,0

81,4

13,57

3

10,4

15,1

12,3

12,2

15,4

14,3

97,7

13,28

4

14,0

13,1

13,8

12,6

11,9

16,2

81,6

13,60

5

13,4

13,8

12,1

14,7

12,4

13,7

80,1

13,35

6

11,5

9,5

13,1

12,4

14,7

14,9

76,1

12,68

Сумма

74,4

74,6

76,1

81,2

84,1

89,1

479,5

 

Среднее

12,40

12,43

12,68

13,53

14,02

14,85

 

13,32

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисперсионный анализ данных из табл. П.7.1.1 г показал, что переменная Ху является значимой, а хг — незначимой (табли­ ца П.7.1.1д). Заметим, что величина s? стала несколько больше

 

 

 

 

Таблица

П.7.1.1д

Источник

 

' Число

Сумма

Средний

Отношение

рассеяния

 

степеней

квадратов

квадрат

дисперсий

 

 

свободы V

 

 

 

 

 

1

27,31

27,31

15,7

Отклонения

от

1

1,43

1,43

 

33

57,44

1,74

 

линии

рег­

 

 

 

 

рессии

 

 

 

 

 

Общий

 

35

 

 

 

чем 1. Уравнение регрессии, которое использовалось при вычис­ лении остатков, графически представленных на фиг. П.7.1.16,


Определение наилучшей модели

459

имело вид

 

У = 11,53 + 0,51*!.

(б)

На фиг. П.7.1.16 ясно видно, что остатки имеют некоторый тренд; прямая, построенная методом наименьших квадратов и дающая наилучшую подгонку остатков, показывает, что этот тренд можно устранить, вычитая из имитированных данных в порядке их номе­ ров значения 0, 0,09, 0,18, . . ., 3,15.

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О,

Л

fk__-/^e'^

« Y / \ Углоаой

 

 

 

 

 

 

 

1

к Д - т Л Л

 

коэффициент= 0,09

 

-3

1

1

1

1

1

1

г

 

 

 

 

 

1

5

10

15

20

25

30

35

АО

 

 

 

 

Порядковый помер

 

 

 

 

 

 

Ф и г . П.7.1.16.

 

 

 

 

Можно ожидать появления в экспериментальных данных и дру­

гих трендов, например

увеличения

или

уменьшения

размаха

значений или некоторого нелинейного тренда.

График,

подобный

графику фиг. П.7.1.16, может помочь обнаружить и такие тренды. О б н а р у ж е н и е р е з к о г о с д в и г а у р о в н я . Что­ бы имитировать резкий сдвиг уровня процесса, каждое значение из табл. П.7.1.1а, начиная с 18-го и до 36-го, было увеличено на 3. Дисперсионный анализ новых данных снова показал, что Хі —

значимая переменная (а = 0,01), a х2

— незначимая переменная

(табл. П.7.1.le). (Заметим,

что средний квадрат

остатков теперь

 

 

 

 

Таблица

П. 7.1.le

Источник

 

Число

Сумма

Средний

Отношение

рассеяния

 

степеней

квадратов

квадрат

дисперсий

 

 

свободы V

 

 

 

хі

 

1

22,63

22,63

7,6

 

1

0,46

0,46

 

Отклонения

от

33

98,24

2,98

 

линии

рег­

 

 

 

 

рессии

 

 

 

 

 

Общий

35



460

Глава 7

значительно отличается от 1.) График остатков, рассчитанных по значениям У", предсказываемым уравнением наилучшей под­ гонки

Y = 11,44 + 0,465а:!,

(в)

ясно показывает, что произошло (фиг. П.7.1.1в). Разница между выборочными средними для двух групп остатков оказалась рав­ ной 2,8.

I

i

i

i

i

i

1

1

1

1

5

10

15

20

25

30

35

40

 

 

 

Порядковый

номер

 

 

 

 

 

 

Ф и г . П.7.1.ІВ.

 

 

 

О б н а р у ж е н и е

 

и з м е н е н и й

в

д и с п е р с и и

о ш и б к и. В дисперсионном анализе в качестве одного из основ­ ных предположений обычно принимают, что дисперсия ошибки постоянна. Важно знать, выполняется ли это предположение. Анализ, описанный в гл. 5, позволяет найти некоторое среднее значение дисперсии ошибки, и если дисперсия ошибки не является

^N. xi

 

 

 

 

 

 

Таблица

П.7.1.ІЖ

1

2

3

4

5

6

Сумма

Среднее

значение

1

10,3

11,3

13,0

12,0

22,4

14,2

83,2

13,87

2

11,6

10,4

11,5

11,9

16,7

19,8

81,9

13,65

3

9,7

12,2

10,9

11,8

12,8

13,4

70,8

11,80

4

11,4

11,5

11,0

11,5

8,6

23,1

77,1

12,85

5

10,3

10,6

10,0

11,3

10,0

15,1

67,3

11,22

6

9,6

9,4

11,8

10,2

17,1

13,0

72,0

12,00

Сумма

62,9

65,4

68,2

68,7

87,6

98,6

452,3

 

Среднее

10,48

10,90

11,37

11,45

14,60

16,43

 

12,56

значение

 

 

 

 

 

 

 

 


Определение

наилучшей

модели

461

однородной, это среднее значение может неправильно описывать какую-либо часть эксперимента. Чтобы имитировать неоднород­ ность дисперсии, каждая ошибка, прибавляемая ко всем значениям в пятом и шестом столбцах табл. П.7.1.1а, была увеличена в пять раз; соответствующие имитированные данные приведены в таб­ лице П.7.1.1ж.

 

 

 

 

Таблица

П.7.1.1з

Источник

 

Число

Сумма

Средний

Отношение

рассеяния

 

степеней

квадратов

квадрат

дисперсий

 

 

свободы V

 

 

 

 

 

 

1

148,93

148,93

 

20,6

х%

 

1

• 20,81

20,81

 

2,9

Отклонения

от

33

236,27

7,16

 

 

линии

рег­

 

 

 

 

 

рессии

 

 

 

 

 

 

Общий

 

35

 

 

 

 

Дисперсионный анализ данных из табл. П.7.1.1 ж дает резуль­ таты, представленные в табл. П.7.1.ІЗ. Влияние переменной ж4 выражено сильно (а = 0,001), a влияние фактора хг находится на 10%-ном уровне значимости. Дисперсия остатков s\ намного больше единицы. Если переменной х2 пренебречь, получим сле­ дующую оценку уравнения регрессии:

 

 

Y

= 8,39 + 1,19^.

 

 

 

(г)

Остатки, подсчитанные с помощью уравнения

(г),

приведены

в табл. П.7.1.ІИ;

Анализ

размаха

остатков

заставляет

предполо-

 

 

 

 

 

 

Таб лица

П.7.1.lu

Ж2

1

2

3

4

5

 

6

Размах

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,72

0,53

1,04

—1,15

8,06

- 1 , 3 3

9,39

2

2,02

- 0 , 3 7

- 0 , 4 6

—1,25

2,36

 

4,27

5,52

3

0,12

1,43

—1,06

—1,35

- 1 , 5 4

—2,13

3,56

4

1,82

0,73

- 0 , 9 6

^1,6 5

—5,74

 

7,57

13,31

5

0,72

—0,17

- 1 , 9 6

—1,85

- 4 , 3 4

- 0 , 4 3

5,06

6

0,02

- 1 , 3 7

- 0 , 1 6

—2,95

2,76

—1,63

5,71

Размах

2,00

2,80

3,00

1,80

13,80

9,70