Материал: Основы инженерного эксперимента. Солженикин П.А., Стогней В.Г

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

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

Источник: https://studfile.net/preview/16568710/