Материал: Тема-2

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

31 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП

Для определения (подгонки) коэффициентов (параметров) модели необходимо, чтобы критерий МНК стал наименьшим.

Задача определения коэффициентов модели сводится к реализации одного из алгоритмов оптимизации для определения минимума критерия МНК:

 

 

n

 

 

 

 

2

 

 

i

i

 

 

 

 

 

min

 

y

p

y

 

 

 

 

 

a a

доп

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

доп

 

- допустимая область изменения параметров рода.

a

- ограничения первого

Именно так решается задача параметрической идентификации для нелинейных моделей.

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра информатики и компьютерного моделирования

32 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП

В данном случае возможно также воспользоваться необходимым условием экстремума функции многих переменных:

Cr

0;

Cr

0; ...

Cr

0

a

a

a

 

 

 

m

 

0

 

1

 

 

 

Для определения искомых коэффициентов эта система в общем случае нелинейных уравнений должна быть решена относительно коэффициентов

.

a

0

, a

,...a

m

 

1

 

Однако, как показывает практика, решение систем нелинейных уравнений ничуть не проще, чем прямое решение задачи оптимизации с поиском минимума критерия МНК.

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра информатики и компьютерного моделирования

33 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП

Определение выборочных (эмпирических) коэффициентов регрессии для линейных по параметрам моделей (произвольное число входных переменных

x

x

s

s 1,...r

r 1

 

 

 

 

 

Таблица проведения экспериментальных исследований в этом случае имеет вид:

p

n

1

2

n

x

 

1

x

 

11

x

21

 

xn1

x

2

 

 

x

 

 

12

x

22

 

xn2

x

r

 

x

 

1r

x

2r

 

xnr

y

э

 

y1э

y2э

ynэ

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра информатики и компьютерного моделирования

34 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП

Для линейных или линеаризованных по параметрам моделей необходимо представить критерий МНК в виде:

n

 

m

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Cr a j j x yi

 

 

i 1

j 0

 

 

 

и, воспользовавшись необходимым условием экстремума функции многих переменных, решать полученную систему линейных алгебраических уравнений

(СЛАУ):

Cr

 

n

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

x

0

 

2

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0

 

j

 

j

i

 

i

 

0

 

i

 

 

i 1

j 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cr

 

n

m

 

 

 

x

y

 

 

 

x 0

 

2

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

j

 

j

i

 

i

1

 

i

 

 

 

i 1

j 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

............................................................

 

Cr

 

n

m

 

 

 

x

y

 

 

 

 

x 0

 

2

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

am

 

j

 

j

i

 

i

 

m

 

i

 

 

i 1

j 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра информатики и компьютерного моделирования

35 Тема 02: Построение эмпирических статистических моделей ХТП

Перегруппировав члены в последней системе уравнений, можно записать СЛАУ в виде:

m

 

n

 

 

x

 

 

x

n

 

 

x y

 

 

 

a

j

 

 

 

 

 

 

 

( j, u 0,1,...m)

j

u

u

i

 

 

i

 

i

 

i

 

j 0

 

i 1

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

И, если ввести в рассмотрение информационную матрицу

 

uj

j 0,1,...m; u 0,1,...m :

 

 

 

n

 

xi j xi

 

uj u

j 0,1,...m; u 0,1,...m

i 1

то она окажется квадратной, симметричной и значения её элементов зависят

только от входных переменных и конкретного вида функций

 

j

x

 

 

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Кафедра информатики и компьютерного моделирования

Источник: https://studfile.net/preview/16588985/