Файл: Козин В.З. Методы исследований в обогащении учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.06.2024

Просмотров: 165

Скачиваний: 1

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

Проверка

адекватности модели

 

 

 

 

 

Sk

~ ?

(ÿi ~ ÿi-pacz)

 

 

 

 

 

Число степеней

свободы

 

 

 

 

 

 

 

/ _ а/

( l + z H t + i )

 

= op ( * + г ) ( з и } - ю

 

J*

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

2

 

По ранее

полученным данным ошибка воспроизводлмости

i l =

2,25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

_

 

 

 

 

= 5 1 8

= 51,8

-

 

 

 

 

-

 

J*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TÖ“

 

 

 

 

.Расчетные значения критерия Фишера

 

 

 

Г

 

 

о аа.

 

_

51,8

=

2з .

 

 

 

Грpact

 

'ПГ-

 

 

"2 Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

Табличное значение критерия Фишера равно

2,54, т.е,

модель неадекватна.

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем, в итоге, уравнение в натуральных координатах,

используя преобразования.

 

 

 

 

 

 

 

-

 

_ Я'і - іо

 

 

 

ѵ _ 9 л - а

 

 

 

 

 

 

 

г

_

ъ

-

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

8

.

'

 

ÿ *

15i>7*

 

 

 

 

 

 

 

ъ м с р ь

+

T 0 ,1 2 & ^ - 0 ,1 5 7 '^ + 0 , 0 1 7 7 ^ 5 < '

 

+

 

 

ÿ ity s

+

°>i5 e

< ^ 3

+

Q;°

 

У к а э + с е м

е щ е

р а ь ?

ч т о

 

к о э с р с р і - щ ц е н т ы

при

Оуг 5

c j , 1!L

и

<^, £ г

н

е з н

а ч и

м ы .

 


 

ІА. Регрессионный анализ при ротатабепыюм

 

 

планировании

второго порядка

 

 

После вычисления коэффициентов регрессии находят

связанную с ними сумму квадратов

 

 

 

 

S = a 0-(0lj)+

^ a r f U j ) *

■k

 

 

 

Z

OLu’(Cjÿ). /7.49/

с числом степеней

свободы

 

HJ •

J

 

 

 

г _

 

 

 

, r

j

 

 

 

 

(&+z)(-k+i:

 

 

 

/7.50/

 

J

~

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остаточная сумма

квадратов

 

 

 

 

 

 

 

S R

=

ЗоЛц

S .=

(у# ) - S .

 

/7.51/

С числом степеней свободы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/7.52/

Если

нулевые опыты

используются для

вычисления

5 ß

с числом степеней

свободы

П.0 —і

, то

 

 

 

(

_

./

(è+2)(Â +l)

( м

'

/7,53/

 

J R

-J1 -

s------2"---------- ('г° Ü

Sjj

может быть найдена и таким

образом, как

это

сделано

впримере 7.2.

7.15.Разбиение на ортогональные блоки

Так как редко удается поставить все необходимые

эксперименты в одинаковых условиях, целесообразно разби­ ение плана па ортогональные блоки.

Условия могут нарушаться, например, потому что при­ ходится готовить новые порции реагентов, брать несколь­ ко отличные пробы руды и т.п.

Разбиение на ортогональные блоки позволяет устранить влияние низкочастотного дрейфа.

Например, матрица ротатабепьного плана для двух пере­ менных может быть представлена в виде двух ортогональ­ ных блоков.


Таблица 7 ' Матрица, разбитая на ортогональные блоки

;

 

Л

Х і

X z

 

 

 

 

Блок

1

1

+ 1

+1

 

 

2

- 1

+1

 

 

3

+1

- 1

 

 

4

- 1

- 1

 

 

5

0

0

 

 

6

0

0

Блок

2

7

-1,41

0

 

 

8

+1,41

0

 

 

9

0

-1,41

 

 

ю -

0

+1,41

 

 

И

0

0

 

 

1 2

0

0

7.16.Исследование почти стационарной области, •представленной полиномами второро порядка

Известно, что любое уравнение второго порядка общего вида путем преобразования координат может быть приведе

но

к канонической форме,

например

 

 

 

 

ÿ =

ß d x j

+ ß 2

 

 

 

Еозможнс. несколько вариантов сечений гиперповерхно­

сти

описываемой такими

каноническими уравнениями

в

зависимости от

знака и величины коэффициента

ß^ и

В^

 

а / Эллипсы,

ßji

и

ß 2

имеют

одинаковые

знаки.

 

Гиперповерхность имеет явный максимум или минимум.

 

 

б/ Гиперболы,

и

ß 2

имеют

разные знаки. Гипер­

поверхность имеет

седло.

 

бесконечности/. Один

 

в/ Параболы

/центр

находится в

из коэффициентов равен нулю. Локально гиперповерхность отклика представляет собою возрастающее повышение "гребень".


г/ Параллельные прямые. Один из коэффициентов равен нулю /условно центр находится в тобой точке оси/. Гиперповерхность стационарное возвышение /невозраста-

юідий гребень/.

Так как переход к канонической форме требует значи­ тельных преобразований, рекомендуется по полученному уравнению нанести несколько сечений на миллиметровой бумаге, по возможности графически оценив фокальные точки, после чего отнести гиперповерхность к одному из четырех типов и принимать решения, руководствуясь свой­ ствами этих типов гиперповерхностей.

7,17. Планирование отсеивающих экспериментов

Если заранее.неизвестно, какие факторы могут оказать­

ся существенно влияющими на критерий

оптимизации .це­

лесообразно рассмотреть все возможные

факторы и по­

пытаться отсеять

малозначимые.

 

Это значит, что

на первых этапах исследования может

рассматриваться большое число факторов.

Для отсеивания малозначимых факторов используется три метода :

а/ Насыщенные планы.

Насыщенными называются планы, у которых все эффек­ ты воздействия заменены новыми факторами. Следователь­ но, предполагается, что доминирующими являются линей­ ные эффекты. Например, для числа факторов '3 насыщен­ ным будет план

Можно видеть, что насыщенный план можно построить

ч

не для любого числа факторов, а лишь для 3,7,15,31 и

т.д. т.е. для

чисел Я

- і .

"к = 11,19,23,35.

Имеются

разработки

и для

б/ Сверхнасыщенные планы Если ввести дополнительное условие - число сущест­

венно влияющих факторов сравнительно мало по сравнению с первоначально исследуемым количеством, можно перей­ ти к сверхнасыщенным планам /число степеней свободы для них отрицательно/.

матрицу уровней факторов по столбцам /пользуясь, напри­ мер, таблицей случайных чисел/. Ранг' матрицы /число наблюдений / / / выбирается существенно меньше чисщ ■эффектов, взятых под подозрение .

После выполнения экспериментов результатъ! наносят на диаграммы рассеяния.

Визуально выделив значимые Факторы, вычисляем ли­

нейные эффекты по формулам

5 -

 

U J

м

после чего корректируем результаты,

вычитая из результа­

тов полученных на уровне + 1 для

j -го

фактора значе­

ния эффекта, после чего строим вновь диаграмму рассея­ ния и т.д. до тех пор, пока не будут выделены все значи­

мые

факторы, т.е. разброс оставшихся будет соизмерим

с допустимой ошибкой в оценке

^

в/

Последовательное отсеивание.

Если заранее известно, что

число значимых факторов

мало, то можно использовать последовательное отсеива­ ние но группам факторов. Для этого факторы группируют­ ся по несколько .л эти группы рассматриваются как новые факторы. Среди них выделяются значимые, например с помощью насыщенных планов, а незначимые группы сразу отбрасываются и т.д.

/Этот метод можно сравнивать с методом поиска од­ ной фальшивой монеты среди, например, ста других/.

Р а з д е л УШ. РЕГРЕССИОННЫЙ И КОРРЕЛЯЦИ­ ОННЫЙ АНАЛИЗЫ

8.1. Уравнения для определения коэффициентов

' Обычно, при постановке лабораторных экспериментов, либо при обработке результатов наблюдений за производ­ ственным процессом отыскиваемые связи представляют в графическом виде, так как при этом анализ становится наглядным. Для удобства анализа получаемых графиков их представляют в виде лилейных, либо релинеііпых уравнений,


Такое представление становится почти необходимым при изучении влияния многих переменных, так как в этом случае графики могут передать лишь некоторое сечение изучаемых гиперповерхностей, но никогда не могут дать представления о всей поверхности в целом. Наконец, по­ требность в отыскании связи в виде некоторых уравне­ ний возникает при получении большого числа эксперимен­ тальных данных, графический анализ которых неточен и затруднителен.

Дополнительным преимуществом математических мето­ дов является однозначность результатов обоснованной оценки точности получаемых уравнений.

Уравнения связи используются для расчетов, предска­ зывающих с некоторой точностью появление определенных значений выходных показателей при заданных входных.

Если имеется набор экспериментальных данных X и ÿ , то с помощью математического аппарата можно полу­ чить уравнения почти любого вида. Например, в виде по­ линома любой степени, экспоненты, гиперболы, логарифми­ ческой функции либо в виде функций,обратных указанным и т,д. Однако, как правипо, математически выбор формы связи не решается. Можно лишь проверить, насколько хо­ рошо удовлетворяет выбранная форма связи эксперимен­ тальным точкам. Таким образом, выбор формы связи или,

иными словами, аналитического вида подучаемой закономер­ ности зависит от профессиональной подготовки исследова­ теля, Для этого выбора он должен располагать некоторы­ ми теоретическими предпосылками. Если же исследова­ тель не имеет возможности заранее выбрать вид связи, приходится руководствоваться формой расположения точек на графике. Можно лишь утверждать, что в практически наблюдающихся ■диапазонах изменения переменных промыш­

ленных процессов уравнение

вида

а + ё х применимо

в подавляющем большинстве

случаев /примерно в 80-90

случаях из 100/, Использование

полинома второго поряд­

ка ^ = а + ё х + с х г доводит эту

цифру почти до 1 0 0 ,

Естественно, что научение влияния изменения входной

величины X в широком диапазоне, что и наблюдается в Лабораторной практике, приводит чаще всего к нели­ нейным уравнениям, принципиально любой формы. Так как одному и тому же значению аргумента в наборе экспериментальных данных соответствует несколько зна­ чений искомой функции, то получаемая связь описывает

лишь изменение среднего значения

 

у [

при изменении X .

т.е. в процессе обработки найдем связь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÿ L = OL +

ê x c .

 

 

 

 

 

 

 

Для определения коэффициентов

CL

и

&

использу­

ем метод

наименьших квадратов. Формулы для опреде­

ления

ОС.

а

£

находятся

из

условия

 

 

 

 

 

 

 

_

^ = Z ( Ч і - У і )

 

 

m i n ,

/ 8 .1 /

Тогда,

если

 

с=і

*

°

 

 

 

 

 

 

—CL + оХ.^ ,

условием минимума

будет

равенство нулю частных производных по

X

и

£

вы­

ражения / 8 .1 /

І

 

 

 

Л

 

 

 

 

=

 

jj =

 

 

 

 

 

 

 

 

JÜr

=

ê .

Z ( u i

- a

- ê

x

i ) ( - X i )

= 0 .

 

,ѣ’і '

 

dg

 

 

o 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда получаем систему уравнений, позволяющих

найти

CL

 

и

ê ,

V

 

 

V

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

= я Ѵ + й г

X i

 

 

 

Если же ищется связь

у.^ = а

+ é>JC£ + С at£

, то

 

/аз/

систе­

ма уравнений для

нахождения

CLt ё

и

С.

будет

 

 

' £ y L =

ct'JÏ + ê £ x L+ C ^ x l

;

 

 

 

 

<

 

t Ly L - a ^ x

L + g % . x l + C l . x f

 

/8t4/

f X L^L = « f * ? +

X? + C £ X * .