Таблица 2.7
Характеристики ротатабельного ЦКП
|
Число опытов |
Число |
Число |
Общее |
|
|
Число |
опытов |
опытов в |
α |
|||
факторного |
число |
|||||
факторов |
планирования |
в звездных |
центре |
опытов |
|
|
|
точках |
плана |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
4 |
5 |
13 |
1,414 |
|
3 |
8 |
6 |
6 |
20 |
1,680 |
|
4 |
16 |
8 |
7 |
31 |
2,000 |
|
5* |
32 |
10 |
10 |
52 |
2,378 |
|
5** |
16 |
10 |
6 |
32 |
2,000 |
*Полный факторный эксперимент.
**Эксперимент по методу дробных реплик.
На основании результатов эксперимента вычисляют следующие суммы:
|
|
N |
|
|
|
S0 |
yj , |
(2.39) |
|
|
|
j 1 |
|
|
|
N |
|
|
|
Si |
X ji yj |
(гдеi 1,2,...,n), |
(2.40) |
|
|
j 1 |
|
|
|
|
N |
|
|
|
Sik X ji X jk yj |
(гдеi k), |
(2.41) |
||
|
j 1 |
|
|
|
|
N |
|
|
|
Sii |
X 2ji yj |
(гдеi 1,2,...,n). |
(2.42) |
|
j 1
Формулы для расчета коэффициентов регрессии имеют следующий вид:
35
|
|
|
|
|
2AB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|||||||||||
b0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
S0B(n 2) C Sii , |
(2.43) |
|||||||||||||||||||
|
|
N |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bi |
|
|
CSi |
, |
|
|
(2.44) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
C |
2S |
ik |
|
|
|
(гдеi k), |
|
(2.45) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ik |
|
|
|
|
|
|
|
BN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
b |
AC |
S |
|
|
C B(n 2) n |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
ii |
|
N |
|
|
|
|
ii |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.46) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
C(1 B) Sii |
|
2BS0 . |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|||||
Оценки дисперсий в определении коэффициентов |
|||||||||||||||||||||||||||||
регрессии вычисляют по следующим формулам: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Sb2 |
|
2AB(n 2) |
Sвоспр2 , |
|
(2.47) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.48) |
||
Sb2 |
|
Sвоспр |
|
|
|
|
(гдеi 1,2,...,n), |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
N N0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.49) |
||
|
|
Sb2 |
|
|
C |
|
Sвоспр |
(гдеi k), |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
ik |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.50) |
|||
Sb2 |
AC S |
воспр |
B(n 1) (n 1) . |
||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
ii |
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
В ротатабельном ЦКП принято считать, что коэффициент |
|||||||||||||||||||||||||||||
bi значим, если |
|
bi |
|
Sb |
t ,n . Аналогичные условия значимости |
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
справедливы и для других коэффициентов регрессии. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
Оценку дисперсии адекватности рассчитывают по |
|||||||||||||||||||||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
N |
|
|
|
|
|||
|
|
(yэj yjp )2 Sвоспр2 |
(N0 1) |
(2.51) |
|||||
Sад2 |
|
j 1 |
|
|
. |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
N |
(n 2)(n 1) |
|
(N0 1) |
|
|||
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
С ней связано число степеней свободы: |
|
||||||||
fад |
N |
(n 2)(n 1) |
(N0 1). |
(2.52) |
|||||
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
Проверку |
|
адекватности |
уравнения |
регрессии |
|||||
осуществляют с помощью критерия Фишера [3, 4, 5]. |
|
||||||||
Пример. Рассмотрим ротатабельное ЦКП для двух факторов. Матрица планирования и результаты эксперимента приведены в табл. 2.8.
Таблица 2.8 Матрица планирования и результаты эксперимента
Система |
Номер |
X1 |
X 2 |
|
X3 |
X12 |
X22 |
yэj |
yjp |
опытов |
опыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полный |
1 |
1 |
1 |
|
+1 |
+1 |
+1 |
66,8 |
67,4 |
факторн |
2 |
+1 |
1 |
|
1 |
+1 |
+1 |
66,2 |
66,8 |
ый |
3 |
1 |
+1 |
|
1 |
+1 |
+1 |
74,8 |
75,4 |
экспери- |
4 |
+1 |
+1 |
|
+1 |
+1 |
+1 |
67,8 |
68,4 |
мент |
5 |
+1,41 |
0 |
|
0 |
2 |
0 |
62,1 |
62,8 |
|
6 |
1,41 |
0 |
|
0 |
2 |
0 |
67,5 |
68,1 |
Опыты в |
7 |
0 |
+1,41 |
|
0 |
0 |
2 |
76,4 |
76,8 |
"звездны |
8 |
0 |
1,41 |
|
0 |
0 |
2 |
69,6 |
70,2 |
х" точках |
9 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
66,3 |
66,7 |
|
10 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
67,2 |
66,7 |
Опыты в |
11 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
67,0 |
66,7 |
центре |
12 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
66,2 |
66,7 |
плана |
13 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
67,2 |
66,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
|
Для нахождения коэффициентов регрессии вычислим следующие вспомогательные коэффициенты:
|
2 13 |
|
B |
|
0.81; |
|
||
|
(2 2)(13 5) |
|
1
A 2 0.81(2 2) 0.81 2 0.5;
C 13 1.63. 8
На основании результатов опытов вычислим вспомогательные суммы:
13
S0 yэj 885.1;
j 1
13
S1 Xj1yэj 15.2;
j 1
13
S2 Xj2 yэj 19.2;
j 1
13
S12 Xj1Xj2yэj 6.4;
j 1
13
S11 X2j1yэj 535.6;
j 1
38
13
S22 X 2j2 yэj 567.6.
j 1
Коэффициенты регрессии рассчитываем по формулам
(2.43) — (2.46):
b |
2AB |
S |
|
B(n 2) C(S |
S |
|
) |
|
2 0.5 0.81 |
[885.1 0.81 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
N |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
(2 2) 1.63(535.6 567.6)] 66.7; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
CS1 |
|
|
1.63( 15.2) |
|
1.89; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
N |
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
CS2 |
|
|
1.63 19.2 |
2.41; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
N |
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
C2S |
22 |
|
|
(1.63)2 ( 6.4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.61; |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.81 13 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ik |
|
|
BN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
b |
AC |
S |
|
C B(n 2) n C(1 B)(S |
|
|
S |
|
|
) 2BS |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
11 |
|
|
N |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
22 |
|
|
0 |
|
||||||
|
0.5 1.63 |
{535.6 1.63[0.81(2 2) 2] 1.63(1 0.81) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(535.6 567.6) 2 0.81 885.1} 0.6; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
b |
|
|
|
AC |
S |
|
|
C B(n 2) n C(1 B)(S |
|
S |
|
) 2BS |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
22 |
|
22 |
11 |
22 |
0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0.5 1.63{567.6 1.63[0.81(2 2) 2] 1.63(1 0.81) 13
(535.6 567.6) 2 0.81 885.1} 3.4.
Оценку дисперсии воспроизводимости можно найти на основании результатов опытов, проведенных в центре плана.
39