86 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП
Длинная, вытянутая доверительная область (собственные значения
матрицы |
A |
существенно отличаются) указывает на то, что коэффициенты |
сильно коррелированны и значения коэффициентов плохо оценены.
Результатом высокой корреляции коэффициентов является то, что неправильно оцененное значение одного из коэффициентов можно сбалансировать при проведении подгонки компенсирующим исправленным значением другого параметра.
Подгонка даёт почти столь же хороший результат, как и результат, получаемый
при использовании наилучших оценок. Поверхность суммы квадратов
Crзадаётся
уравнением:
|
|
|
|
|
|
|
p |
F табл. |
|
Cr SS |
|
SS |
|
SS |
1 |
|
|
||
R |
y |
|
|||||||
|
|
|
R |
|
n p |
β f y , fR |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |
87 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП
§5. Построение эмпирических моделей по данным активного эксперимента
При проведении опытных исследований различают пассивный и активный эксперимент.
Методология пассивного экспериментирования предполагает проведение большой серии опытных исследований с поочередным варьированием значений
входных переменных |
x |
и анализом результатов измерений выходной |
||
|
||||
переменной |
y |
(лабораторный эксперимент или эксперимент на пилотной |
||
|
||||
установке).
К пассивному эксперименту принято относить также и сбор опытных данных в режиме эксплуатации промышленной установки – т.н. промышленный эксперимент.
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |
88 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП
Обработка результатов пассивного эксперимента проводится методами регрессионного и корреляционного анализа, и выбор вида эмпирической модели (уравнения регрессии), т.е. решение задачи структурной идентификации является достаточно сложной задачей.
Это связано с тем, что вид уравнения регрессии необходимо определять по характеру изменения переменных на графике эмпирической линии регрессии, полученной по выборке экспериментальных данных.
Для решения этой задачи для одной входной переменной x предложены эффективные методы, в которых предусматривается преобразование системы координат как для входной x , так и для выходной переменной y .
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |
89 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП
При большем числе входных переменных |
(x |
,... x |
m |
) |
надёжных методов |
1 |
|
|
определения вида уравнения регрессии (вида эмпирической модели) в настоящее время не существует.
Активный эксперимент проводится по заранее составленному плану, в соответствии с которым ставится задача не только определения оптимальных условий проведения эксперимента, но и оптимизации процесса (оптимальное планирование эксперимента).
При этом уравнения регрессии (эмпирические модели) описывают данные активного эксперимента, в основном, в двух ограниченных областях и имеют следующий вид:
- вдали от экстремального значения выходной переменной y :
y |
|
m |
m 1 m |
u j |
|
a0 a j x j a ju x j xu , |
|||
ˆ |
|
|
|
|
|
|
j 1 |
j 1 u 2 |
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |
90 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП
- вблизи экстремального значения выходной переменной y («в почти стационарной области»):
y |
m |
m 1 m |
m |
x j |
(u |
j) |
a0 a j x j |
a ju x j xu |
a j |
||||
ˆ II |
|
|
|
2 |
|
|
|
j 1 |
j 1 u 2 |
j 1 |
|
|
|
Приведённые уравнения являются линейными относительно коэффициентов
регрессии
a
и имеют достаточно простой вид.
Они включают слагаемые с двойным взаимодействием входных переменных
m 1 m |
|
|
a ju x j xu |
(u |
j) |
j 1 u 2 |
|
|
РХТУ им. Д.И. Менделеева |
Кафедра информатики и компьютерного моделирования |