Материал: Д6137 Лукин НИ Математьические методы в технике пищевых производств Метод указ 2009г

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Блочный (иерархический) принцип построения детерминированных математических моделей. Иерархические уровни. Экспериментальные исследования и математическое моделирование.

Некоторые особенности моделей и задач математического моделирования.

Точность математических моделей. Лимитирующая стадия процесса. Модели с распределенными и сосредоточенными параметрами. Прямые и обратные задачи.

Раздел 2. Статистические методы анализа экспериментальных данных

Лекция № 4 − 2 часа.

Ошибки опыта: случайные, грубые, систематические.

Основные положения и основные теоремы теории вероятностей. События и их классификация. Вероятность события. Аксиомы теории вероятностей. Случайные величины. Законы распределения.

Лекция № 5 − 2 часа.

Числовые характеристики случайных величин. Математическое ожидание, дисперсия, коэффициенты ассиметрии и эксцесса. Свойства математического ожидания и дисперсии.

Лекция № 6 − 2 часа.

Определение параметров функции распределения. Генеральная совокупность и случайная выборка. Репрезентативная выборка. Рандомизация. Гистограмма эмпирического или выборочного распределения. Построение функции распределения по экспериментальным данным. Оценка математического ожидания и дисперсии.

Лекция № 7 − 2 часа.

Равномерное распределение. Нормальное распределение. Кривая Гаусса. Функция Лапласа. Доверительные интервалы и доверительная вероятность.

Лекция № 8 − 2 часа.

Основные задачи анализа экспериментальных данных. Проверка статистических гипотез. Уровень значимости и доверительная вероятность. Статистические критерии. Виды теоретических распределений, используемых при проверке статистических гипотез. Распределение Стьюдента. Критерий Пирсона.

Лекция № 9 − 2 часа.

Проверка гипотез относительно средних.

Проверка гипотез для дисперсий. Обнаружение и исключение аномальных значений. Проверка гипотезы нормальности закона распределения случайной величины. Сравнение двух дисперсий. Сравнение двух средних. Сравнение выборочного распределения и распределение генеральной совокупности. Проверка однородности результатов измерений.

Раздел 3. Дисперсионный анализ

Лекция № 10 − 2 часа.

Дисперсионный анализ. Задача дисперсионного анализа. Однофакторный дисперсионный анализ. Двухфакторный дисперсионный анализ.

Раздел 4. Методы корреляционного и регрессивного анализов при построении математических моделей

Лекция № 11 − 2 часа.

Формы связи двух величин. Выборочный коэффициент корреляции. Коэффициент частной корреляции.

Приближенная регрессия. Метод наименьших квадратов.

Лекция № 12 – 2 часа.

Линейная регрессия от одного параметра. Параболическая регрессия.

Полиномы Чебышева.

Раздел 5. Методы планирования экспериментов

Лекция № 13 – 2 часа.

Предварительный эксперимент. Выбор факторов и переменных состояний объекта исследования. Сбор информации в предварительном эксперименте.

Априорное ранжирование переменных объекта исследования. Коэффициент конкордации. Принятие решений в предварительном эксперименте.

Лекция № 14 – 2 часа.

Полный факторный эксперимент первого порядка. Уровни фактора, интервал варьирования. Выбор уровней и интервалов варьирования факторов.

Кодированные переменные. Построение матрицы планирования. Реализация матрицы планирования. Рандомизация опытов.

Лекция № 15 – 2 часа.

Алгоритм расчета полного факторного эксперимента. Расчет коэффициентов уравнения регрессии. Расчет ошибки опыта (дисперсия воспроизводимости). Проверка значимости коэффициентов регрессии. Проверка адекватности линейного уравнения регрессии.

Раздел 6. Оптимизация объектов исследования по экспериментально-статистическим моделям

Лекция № 16 – 2 часа.

Проблема оптимизации и краткая характеристика методов. Роль оптимизации в решении задач повышения эффективности и качества. Критерий оптимизации. Технико-экономические и технологические критерии. Типовые задачи оптимизации.

Общая постановка задач оптимизации. Критерий оптимизации.

Поиск экстремума критерия оптимизации.

Оптимизация проектирования емкостного оборудования.

Лекция № 17 – 2 часа.

Оптимизация теплообменных аппаратов. Постановка задачи и выбор критерия оптимизации.

Оптимизация теплообменника «смешение – смешение».

Оптимизация теплообменника « смешение – вытеснение».

Лекция № 18 – 2 часа.

Оптимизация на основе экспериментально-статистических моделей. Постановки задачи.

Метод крутого восхождения ( метод Бокса-Уилсона).

Симплексный метод оптимизации.

Самостоятельная работа студента и подготовка к практическим занятиям

Раздел 1. Введение. Методологические принципы

Моделирования

Лекция № 1 − 2 часа.

Практическое занятие № 1 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 1.

Рассмотрение технологических схем производства. Выделение и анализ технологических процессов и аппаратов для их проведения. Оценка входных и выходных параметров среды и рабочих параметров в объеме аппарата.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [1], [2], [4]

Лекция 2 – 2 часа.

Практическое занятие №2, 3 − 4 часа.

Решение задач по теме лекции № 2.

Примеры расчетов типовых физических процессов пищевых производств.

Построение моделей гидромеханических процессов.

Построение математической модели аппарата с перемешивающим устройством. Анализ результатов моделирования.

Самостоятельная работа студентов − 5 часов.

Проработка лекционного материала и работа с [1] и [3].

Методические рекомендации.

Тема изучается по лекционному материалу и [1,3].

Основная задача − научить студентов основам моделирования.

Раздел 2. Статистические методы анализа экспериментальных данных

Практическое занятие № 4, 5 − 4 часа.

Решение задач по теме лекции № 4 и 5.

Решение задач по определению числовые характеристики случайных величин.

Самостоятельная работа студентов − 6 часов.

Работа с литературой: [2]; [3], [8].

Практическое занятие № 6, 7 − 4 часа.

Решение задач по теме лекции №6

Самостоятельная работа студентов − 5 часов.

Работа с литературой: [3,4].

Практическое занятие № 8, 9 − 4 часа.

Решение задач по теме лекции № 8 и 9.

Самостоятельная работа студентов − 5 часов.

Работа с литературой: [3], [4].

Раздел 3. Дисперсионный анализ

Практическое занятие № 10 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции №10

Самостоятельная работа студентов − 2 часа.

Работа с литературой: [2], [4].

Раздел 4. Методы корреляционного и регрессивного анализов при построении математических моделей

Практическое занятие № 11 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 11.

Самостоятельная работа студентов − 2 часа.

Работа с литературой: [4] , [8].

Практическое занятие № 12 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 12.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [2].

Раздел 5. Методы планирования экспериментов

Практическое занятие № 13 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 13.

Самостоятельная работа студентов − 2 часа.

Работа с литературой: [3], [4].

Практическое занятие № 14 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 14.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [2], [3], [4].

Практическое занятие № 15 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 15.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [2], [3], [4].

Раздел 6. Оптимизация объектов исследования по экспериментально-статистическим моделям

Практическое занятие № 16 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 16.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [2], [3], [11].

Практическое занятие № 17 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 17.

Самостоятельная работа студентов − 2 часа.

Работа с литературой: [1], [7], [9], [11].

Практическое занятие № 18 − 2 часа.

Решение задач по теме лекции № 18.

Самостоятельная работа студентов − 3 часа.

Работа с литературой: [2], [3], [4].

Контрольные вопросы

1. Основные сведения о моделировании технологических процессов.

2. Масштабный переход (традукция). Классификация моделей.

3. Технологический процесс как система. Основные понятия и определения.

4. Функция отклика системы. Стационарный и нестационарный случайные процессы.

5. Активный и пассивный эксперименты.

6. Структура математических моделей. Два подхода к описанию системы при математическом моделировании.

7. Технологические системы и их элементы.

8. Иерархия технологических систем. Конструктивные и технологические параметры, управляющие переменные.

9. Понятие о технологическом операторе. Структура математических моделей.

10. Блочный принцип разработки математического описания системы. Блочный (иерархический) принцип построения детерминированных математических моделей.

11. Экспериментальные исследования и математическое моделирование.

12. Некоторые особенности моделей и задач математического моделирования.

13. Точность математических моделей.

14. Лимитирующая стадия процесса

15. Модели с распределенными и сосредоточенными параметрами. Прямые и обратные задачи.

16. Ошибки опыта: случайные, грубые, систематические.

17. Основные положения и основные теоремы теории вероятностей. События и их классификация. Вероятность события.

18. Аксиомы теории вероятностей. Случайные величины. Законы распределения.

19. Числовые характеристики случайных величин. Математическое ожидание, дисперсия, коэффициенты ассиметрии и эксцесса.

20. Свойства математического ожидания и дисперсии.

21. Определение параметров функции распределения. Генера-льная совокупность и случайная выборка. Репрезентативная выборка.

22. Рандомизация. Гистограмма эмпирического или выборочного распределения.

23. Построение функции распределения по экспериментальным данным.

Источник: https://studfile.net/preview/15925140/