Файл: Кориков А.М. Математические методы планирования эксперимента учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 161
Скачиваний: 0
|
|
- 1 5 6 - |
|
|
сущеетвенных |
переменных |
j b L ( j = 1 , 2 , . , . , |
к 0 ) |
, а все ос |
тальные р и случайные |
ошибки умножены на |
cL . |
Пусть да |
|
лее матрица |
X •выбирается согласно описанному |
выше пра |
вилу, тогда с вероятность», большей I - 2 й , где
будет получен план X f для которого для почти всех"|5
найдется |
о£0 » о£0 ("pi , X ] |
, такое, что для всех |
/< с<0 можно будет указать номера всех существенных
факторов |
Ц [j |
1 , 2 , . . . , |
К 0 ) . и построить |
оценки |
П р и м е р . |
Пусть Ц « |
1 2 , -Л = 2 3 , ь |
= 7 5 , тог |
да, согласно теореме, план, при котором можно будет при
ас.-*О |
выделить все |
существенные переменные, |
будет |
|
построен |
с вероятностью, |
большей 0 , 9 6 . |
|
|
Доказательство теоремы читатель найдет в статье [22] |
||||
При доказательстве используется принципиальная |
возможность |
|||
полного |
перебора всех |
^ |
комбинаций факторов. |
Разумеется этот метод не может быть рекомендован для прак
тического анализа. Обратим также внимание |
на то, что- в т е |
||
ореме не |
указывается |
явного алгоритма для |
нахождения cL0 |
а только |
утверждается |
его существование. |
|
§ 5 - 4 . П о с л е д о в а т е л ь н о е - о т с е и |
|||
|
|
в а н и е |
|
Последовательное отсеивание используется для задач |
|||
большой |
размерности (число факторов до 100 и больше). |
- 1 57 —
При последовательном отсеивайте вое факторе на осжогэ
априорной информации делятся ва г р у п ш , каждая |
кг |
которых |
далее рассматривается хьл комплексна* фактор. |
Те |
грушм |
(комплексные факторы), ксторве содержат только незначимые неременяне, исключаются же рассмотрения после первого цик
ла 0ПНТ01 (первой вроверкх). |
Остажхеся факторя вновь д е |
лятся на группа для проверки |
и цккж опнтов повторяется. |
Такая процедура проводится для выявления всех ваачвквх эф
фектов, после каждого цикла опытов получается новая инфор
мация, позволявшая выйрать оптимальнее, я жвбражвш сжвсле,
планы для реалкзацки |
очередного цикла. |
|
|
|
|
|||
§ % 5 . М е т о д |
" в е т в я щ е й с я |
|
с т р а |
|||||
|
|
|
т е г и и " |
|
|
|
|
|
Метод "ветвящейся |
стратегии" является |
дожитием |
метода |
|||||
случайного баланса но пути жевожьзовиая |
ЗВМ дня )брабвхкн |
|||||||
результатов эксперимента. Оа состоит же четнрех |
этапов. |
|||||||
П е р в и й |
в т |
а и |
- |
выделение наибольших |
эффек |
|||
тов по диаграммам рассенвавия. Выполнение |
этой |
|
процедуре |
|||||
осуществляет ва ЭВМ, непосредственно вычисляя жедважя.. |
||||||||
По своему смыслу этот |
этап не отличается от соответствую |
|||||||
щего этапа в методе случайного баланса с ручной |
обработкой |
|||||||
результатов эксперимента. |
|
|
|
|
|
|
||
В т о р о й |
э т а п |
- |
количественная оценка |
эффек |
||||
тов - осуществляется |
с помощь» регрессионного, ажажкза. |
|||||||
Использование ЭВМ позволяет оценивать больное |
юиичевгвв |
|||||||
эффектов сразу, |
одновременная |
оценка большого |
числа эффеж- |
- 1 5 6 -
тов резко снижает |
остаточную дисперсию |
и, следовательно, |
||
повышает чувствительность |
метода. |
|
|
|
Т р е т и й |
э т а п |
- выделение |
существенных |
эффек |
тов с помощью "ветвящейся |
стратегии" - |
осуществляют |
в два |
приема. Сначала отсеивают эффекты, влияние которых указы
вается в трехсигмовые пределы, т . е . эффекты коэффициенты
регрессии которых меньше, чем 3 ^ { ^ i . } , исключаются из
дальнейшего рассмотрения как незначимые. Оставшиеся эф
фекты последовательно вычитают из зависимой переменной
(параметра оптимизации) в различных комбинациях (всевоз
можные комбинации по одному, по два и т . д . ) до тех пор,
пока не будет отобрана группа факторов, обеспечивающая
минимум остаточной дисперсии.
Ч е т в е р т ы й э т а п состоит из повторения
всей процедуры до тех пор, пока остаточная дисперсия не
снизится до необходимой величины, определяемой на основа
нии данных об ошибке воспроизводимости эксперимента.
ч
- 159 -
КОММЕНТАРИЙ ' Рассмотренные в настоящей главе методн планирования
отсеивающих эксперименто1? относятся к группе статистичес ких методов поиска ЭЕстре1.*ма. Этой группе кетодор войска
посвящеза книга Л.А.^стритипа [ 3 0 ] . В основе методов
случайного поиска лежат те же идеи, что в методах плани рования отсеивающих-а экстремальных экспериментов, я их *ахущееся различие объясняется лишь тем, что методы слу чайного поиска сформулированы на языке, отличном от язы ка планирования эксперимента.
При изяохении материала настоящей главы мы следовали
книгам В.В.Налимова и Н.А.зерновой |
[25] , Л.П.Рузинова |
||
[ 3 2 ] |
к лабораторному практикуму |
[п] |
. В основу § 5-3 |
положена статья Л .Д .Мешал^гаа [22] |
. |
Методы планирования |
отсеивающих эксперьаезтоз рассмотрены таете в разделе В работы $ .С .Новика [27] .
ГЛАВА У1
И- ОПТЙГЛАЛЫШЕ ПЛАНЫ
§ 6 - 1 . В в о д н ы е з а н е ч- а н и я и п о с - т а н.о в к а з а д а ч и
Экспериментальные планы, определлющие программу иссле дования с целью нахождения математического описания объек та, строятся исходя из разных критериев оптимальности. Вы
ше мы рассмотрели ортогональные планы, которые оптимальны с точки зрения простоты обработки полученной информации,а
также ротатабельные планы, обеспечивайте одинаковую инфор мацию о поверхности отклика на равных расстояниях от центра плана ( т . е . дисперсия предсказанных значений функции откли ка зависит только от расстояния точки до центра плана).Эти
плавны получили широкое |
распространение на практике. |
|
||
С появлением более |
сложных задач возникает необходимость |
|||
более |
строгого подхода |
к выбору |
критерия оптимальности. |
В |
связи |
с этим примерно |
с 1956 г . |
в США начали появляться |
ра |
боты, в которых задача гианирования эксперимента ставится в общем виде, а для её решения применяются методы современно го математического анализа.
Задача решается в следующей постановке. Предполоним.что функциональный вид уравнения регрессии известен
- 1 6 1 -
где ( х ) - известные линейно-независимые функции пере
менных xit |
х г , . . , , х ^ ; jbj - неизвестные параметры. |
В результате действия случайных возмущений исследова
тель наблвдает величину
Вздал~предполагать, что ^распределены по нормальному за
кону с математическим ожиданием |
дисперсией 6г. |
Задача экспериментатора состоит в нахождении оценок па |
|
раметров ^ в уравнении,(6.1)'. |
|
|
4 |
§ 6 - 2 . К р и т е р и и о п т и м а л ь н о с т и ^ , |
|
п л а н о в |
" |
Введем следующие векторные обозначения
К ,
f r
\
Через P обозначим матрицу
и |
и |
- |
• l b . |
- |
7 , ' |
и |
. t |
» |
• • |
|