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: 148
Скачиваний: 0
- 3 4 -
Перед постановкой эксперимента го дробным репликам не обходимо решить - каким эффектом взаимодействия можно пре небречь и к какому это приведет риску.
Поставив х ^ в рассмотренном примере на место тройного эффекта взаимодействия, получили
|
Х 4 " Х 1 |
Л 2 Х 5 |
* |
|
|
Это соотношение называют |
г е н е р и р у ю щ и м |
|
|||
с о о т н о ш е н и е м , |
так |
как оно генерирует, или |
с о |
||
здает, дробную реплику. Умножив обе части генерирующего |
с о |
||||
отношения на I |
, |
|
|
|
|
|
асц |
- х , х Л х 3 х ^ |
|
||
получим в левой |
части |
единичный столбец, который обозначил |
|||
через |
|
|
|
|
|
|
I - |
^ , Х 2 Х 4 Х ^ . |
( 1 # 4 ) |
||
Это произведение |
называют |
о п р е д е л я ю щ и м |
|
||
к о н т р а с т о м . |
Итак, определяющим контрастом назы |
||||
вается символическое обозначение произзедения столбцов, |
|
||||
элементы которого равны |
+1 или - I . |
|
Определяющий контраст'позволяет установить разрешаю щую способность дробной реплики. Разрешающую способность
дробных реплак. мы обсудим в следующем параграфе, |
а |
сейчас |
||
отметим, |
что рассмотренные |
здесь дробные реплики, |
содерка- |
|
щие 2 |
"точек, называют |
р е г у л я р н ы м и |
.'Сущест |
вуют также нерегулярные дробные реплики, содержащие количество точек, не равное 2 'brt , например jя (2 к,) .
* При разработке технологических гроцессов дробные реп-.
- о б
ЛИКИ очень широко используют на стадии крутого восхождения (см.§ 4 - 3 ) , а также при математическом описании локальной области факторного пространства с узким интервалом измене ния переменных. Здесь же заметим, что при иллюстрации идеи оптимального использования факторного пространства в табл. В.2 (см.§ В-3) наш выписана дробная реплика типа 2 3 " * 1 . Применяя дробную реплику для планирования эксперимента при взвешивании трех объектов, можно не беспокоиться,о том, что найденные величины являются совместными оценками для
линейных эффектов и эффектов взаимодействия. Здесь из физи ческих соображений ясно, что эффекты взаимодействия сущест вовать не могут.
§ 1-6. Р а е р е т а ю щ а я |
с п о с о б н о с т ь |
д р о б н ы х |
р е п л и к |
Разрешающая способность дробной реплики задается сис
темой смешивания данной реплики. Она будет максимальной, если линейные эффекты смешаны с эффектами взаимодействия наибольшего возможного порядка.
Определяющий контраст позволяет определить систему
смешивания дробной реплики. Для того чтобы определить,
какой эффект смешан с данным, нужно помногить обе части определяющего контраста на столбец, соответствующий дан
ному эффекту." |
|
|
|
|
3—т |
|
|
|
|
При построении полуреплики 2 |
существует |
всего |
две |
|
возможности: приравнять х , к + £ х |
или |
- ^ |
X j . |
Поэто- |
i
му, если I = г , 1 г х } , то, учитывая, чтох.^ = 1, для имеем
|
|
|
|
|
|
- |
об |
- |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
Х ^ - х , х г |
x s - х.г осъ |
, |
|
' |
(Т . 5) |
||
для |
х , |
находим |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
X , - « , . « - * - Х . Х . , |
|
|
|
„ . „ |
|||
для |
х 3 |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х » — л , л а |
а: * - ж, |
|
|
|
(1 . 7) |
||
|
Соотношения (1.5). - ( 1 . 7 ) указывают |
на равенство |
стол |
||||||||
бцов в матрице планирования, например,.столбцы для х ( и |
|||||||||||
з^*зодинаковы. Поэтому коэффициент |
$ ( |
будет |
оценивать |
||||||||
сумму |
р , |
р г 5 |
. Это |
записывается следующим |
образом: |
|
|||||
|
* i |
— |
Pi+ |
Ргг. |
^ |
Рг+ |
Р » . |
- |
, V |
Pit • |
|
Полуреплики, в которых основные эффекты смешаны с двой ными эффектами взаимодействия, носят название штанов с раз решающей способностью Ш (по наибольшему числу факторов в определяющем контрасте); Такие планы принято обозначать:
|
При выборе полуреплики |
2^~^ возможны восемь |
решений: |
||||
|
*Е? х^ = х , хг |
|
5. |
= х , х 5 ,. |
|
||
|
2 ; |
= - Х 1 |
Х г ^ |
6 . j t j , = - X , х 5 |
, |
||
|
3 . х н = х г |
х 3 , |
7 . х ч |
= х , х ь " х & , |
|||
• |
4 . Х ц = - Х г Х ь , |
8 . х „ = |
- l ^ t j . |
||||
|
Разрешающая способность |
этих.полуреплик |
различна, Так, |
реплики 1-6 имеют по три фактора в определяющем контрасте,
а-.7,8*по четыре. Умножая определяющий контраст I |
= х , х г х 4 х ^ |
последовательно на х , , х г , х 3 , х 4 , определим |
систему |
смешивания данной реплики: |
|
- ы -
Реплики, в которых нет ни одного линейного эффекта, смешан ного с другим линейным эффектом или парным взаимодействием,
а все парные ззаилодействия смешаны друг с другом, носят
название планов с разрешающей способностью* 17 (по наиболь шему числу факторов в определяющем контрасте). Они имеют
обозначение |
2 j y * . Полуреплика, заданная |
определяющим кон- |
- частом I = |
+ x , x l x i x 4 , имеет только |
четные комбинации |
букв в каждой строке. Ее южно записать следующим образок,
считай отроку |
( I ) |
четной: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
( I ) , |
аЛ , |
bd |
, |
a d |
, |
ас, |
ccL, be, |
abed. |
|
|||
А полуреплика, |
заданная |
I |
= - |
x , x , I |
, t ^ , имеет ™олько |
|||||||
нечетные |
комбинации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а , о, |
с , |
c t , |
aid |
, |
dud |
, а б с , |
bed. |
|
||||
Такие полурешшки |
называют |
г л а в н ы м и , |
так как они |
|||||||||
обладают |
наибольшей разрешающей |
способностью. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
-г |
|
|
|
Рассмотрим |
теперь |
полуреплику.2 |
|
. При выборе полу- |
||||||||
реплики 2^~* в распоряжении экспериментатора |
тлеется |
22 |
||||||||||
возможных |
варианта. Так, x s можно приравнять |
к одному |
из |
6 парных взаимодействий. В этом случае получим полурепли ку с разрешающей способностью Ш. Очевидно, это будеп ' ;:э' лучший выбор полуреплики. Далее, х 5 можно приравнять" к одному из четырех тройных взаимодействий. Тогда получил план с разрешающей способностью 1У, и все линейные эффе- -
)
- 3 6 -
та будут и.лешаны с тройными взаимодействиями. И, наконец,
гюлурешшг-'. может быть задана генерирующими соотношениями
х5 = х 1 х 2 а с й х 4 или X s = - x 1 x a x J x J l . Определяющие кон
трастами в |
этом |
случае будут |
I = x t х г |
J C 3 |
x 4 xs |
ш Z = |
|
= - |
Х , х г |
х 5 х 4 |
х 5 . Такие полуреплики |
нося1 ! |
название пла- , |
||
нов |
с разрешающей способностью У и обозначаются |
2 у - х . |
|||||
. |
Мы не |
станем рассматривать |
полуреплики 2 ^ ; |
2 7 - 1 и |
т. д . Такими полурепликами редко пользуются на практике.
ст
Зедь пол"решшка 2 |
требует 32 опыта, а для |
эксперимен- |
татора выгодны планы 2 |
или 2 , требующие |
соответствен |
но 16 или 8 опытов. Поэтому с ростом числа факторов возрас-
т?°.т дробность |
применяемых |
реплик. |
|
|
|
|
||
?азберемся |
в выботзе |
Т |
реплпк на примере реплики 2 |
S-? |
||||
- |
. |
|||||||
|
|
|
4 |
• |
|
|
|
|
Здесь возможны |
12 р |
зекиъ, |
ec.^i х ^ приравнять |
парному |
вза- |
|||
№*оде;?ствию, а Х у - |
тройному. Допустим, |
выбран |
следующий |
|||||
вариант: х.^= У^хь.. |
х 5 |
= |
х,лхгхъ. |
Тогда |
определяющими |
|||
контрастами являются: I |
= х 1 х д х А |
и 1-= |
х 1 Х-г^ъ x s |
• |
Если перемножить эти определяющие контрасты, то получится
трсл>е |
соотношение I = х г |
х ^ х 5 . Чтобы полностью охарак |
||
теризовать разрешающую способность |
реплики, необходимо за |
|||
писать |
о б о б щ а ю щ и й |
о п р е д е л я ю щ и й |
||
к о н т р |
а с т ; |
|
|
|
|
1 |
— X^ Х^ X ^ *** X ^ X ^ X j * * |
X f - X j ^ j ^ ^ . |
Система смешивания определяется умножением обобщающе го определяющего контраста последовательно на х 1 , х г , 1 3 и т . д .
X , — o c s x 4 mt x , x t x A x s •» x a x , x t , |
|||
X^ |
X ^ X ^ X ^ X j i * * X ^ X g |
X^ Хд X y , |
|
X & — X , X ^ — X b X s X^ X j «• K , t t I r , |
|||
|
X , |
X J X J •«• X , X j |
X} X k Xg, |
X g " X t X 4 X ^ X ( — X t X 4 — X , X t X j , |
|||
X ^ j |
- |
X j X , X f c — X t X v X f — X , Xg, |
|
X , X S |
X j X 4 I j — X , X t X 4 » X t X j . |
||
Получается довольно сложная система омешиванвн лшнея- |
ных в&фектоъ с эффектами взахмодейоиии первого, второго, третьего и четвертого порядков. Вели, например, коэффици
енты in~~ |
p u + p w |
+ |
f u |
И |
|
. |
P« + |
f W |
P»» |
оадпвтеея о» нуля, |
|||
то возникает сомнения, можно ли пренебрегать другое |
вер |
|||||
ными взаимодействиями, |
с которыми |
ffuafm |
линейные эффек |
|||
ты. Тогда следует поставить вторую серию опытов, хворав |
||||||
нужным образом другую \ реплику. |
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
|
При этом можно воспользоваться |
м в * |
о д*о |
• • п е |
|||
р е в а л а " . |
Смысл этого метода заключается в |
той, |
что |
вторая четверть-реплика получается ив первой путем вше^- ненкя. всех знаков матрицы на обратные. Тогда в ооЪбяавцш определяющем контрасте тройные произведения имеют знак, противоположный их знаку в первой четверть-реплике. Трой ные произведения определяют парные взаимодействия в сов местных оценках для линейных эффектов. Усредняя результа ты обеих четверть-реплик, можно получить линейные аффек ты, не смешанные с парными въааюдеЗотвняия.