Основы научных исследований. Кокшарова Т.Е. - 24 стр.

UptoLike

Составители: 

47
Например. При исследовании процесса сепарирования параметром опти-
мизации (Y) будет - массовая доля жира обезжиренного молока; а входными
параметрами (Х) могут быть Х
1
-температура сепарирования ( в пределах 10 -
80
0
С), Х
2
- кислотность молока
(в пределах 16-25
0
Т), Х
3
- массовая доля жира в
натуральном молоке (в пределах 3,2 - 4,5%).
Исследователю в работе после выбора объекта изучения и параметра оп-
тимизации необходимо рассмотреть все возможные факторы, которые могут
влиять на изучаемый процесс. Первоначально он определяется с факторами
ка-
чественными.
Ими являются технологические приемы, способы производ-
ства, аппараты, их конструкция
(например, в исследовании по совершенст-
вованию технологии творога выбирается или кислотный, или кислотно-
сычужный способ, для получения маслаили метод сбивания, или метод пре-
образования высокожирных сливок). Затем исследователь определяется с к
о-
личественными факторами
- температура, рН, доза вносимого компонента
и др.
2. Поверхность отклика и уравнение регрессии
При математизации исследований изучение любой системы можно пред-
ставить как отыскание функции многих переменных, то есть исследование
уравнения регрессии вида :
Y= F( X
1,
X
2
……
,
X
n
) , ( 20 )
где n - число исследуемых факторов.
Это уравнение описывает некоторую поверхность отклика, т.е. гиперпо-
верхность в «n+1» - мерном пространстве.
Изучение многофакторного процесса (или системы) можно представить
как исследование формы этой поверхности
поверхности отклика.
Пространство, в котором строится поверхность отклика, называется
факторным пространством.
В однофакторном
эксперименте, когда Y=F (X
1
) – поверхность откли-
ка это линия на плоскости
(рис.6 ). Условие оптимума изучаемого процесса
в эксперименте Х
1
=Х
опт.
48
У
0 Х
1 опт
= Х
1
Х
1
Рис. 6 . Поверхность отклика в однофакторном эксперименте
В двухфакторном эксперименте, когда У = F( Х
1
, Х
2
), поверхность
отклика
- это кривые в трехмерном пространстве (рис. 7 ).
У М
М- оптимум
X
1
Х
2
Рис. 7. Поверхность отклика для 2 факторного эксперимента
Если спроецировать установленные функции отклика (рис. 7) на плос-
кость координат исследуемых факторов (Х
1
и Х
2
), то можно определить опти-
мальное значение параметра оптимизации
М - оптимум (рис. 8).
Х
1
М - параметр оптимизации
Х
1
опт.
Х
2
Х
2
опт.
Рис. 8. Поверхность отклика для 2 факторного эксперимента
в координатах Х
1
и Х
2
        Например. При исследовании процесса сепарирования параметром опти-                            У
мизации (Y) будет - массовая доля жира обезжиренного молока; а входными
параметрами (Х) могут быть Х1-температура сепарирования ( в пределах 10 -
800С), Х 2 - кислотность молока (в пределах 16-250Т), Х3 - массовая доля жира в
натуральном молоке (в пределах 3,2 - 4,5%).                                                             0          Х1 опт = Х1     Х1
                                                                                              Рис. 6 . Поверхность отклика в однофакторном эксперименте
        Исследователю в работе после выбора объекта изучения и параметра оп-
                                                                                       В двухфакторном эксперименте, когда У = F( Х1 , Х2 ), поверхность
тимизации необходимо рассмотреть все возможные факторы, которые могут
                                                                                  отклика - это кривые в трехмерном пространстве (рис. 7 ).
влиять на изучаемый процесс. Первоначально он определяется с факторами ка-                         У                     М
чественными. Ими являются технологические приемы, способы производ-
ства, аппараты, их конструкция (например, в исследовании по совершенст-
вованию технологии творога выбирается или кислотный, или кислотно-                                                                        М- оптимум
сычужный способ, для получения масла – или метод сбивания, или метод пре-
образования высокожирных сливок). Затем исследователь определяется с ко-
личественными факторами - температура, рН, доза вносимого компонента                                                                 X1
и др.
                                                                                                                             Х2
                  2.   Поверхность отклика и уравнение регрессии                           Рис. 7.    Поверхность отклика для 2 факторного эксперимента
        При математизации исследований изучение любой системы можно пред-              Если спроецировать установленные функции отклика (рис. 7) на плос-
ставить как отыскание функции многих переменных, то есть исследование             кость координат исследуемых факторов (Х1 и Х2 ), то можно определить опти-
уравнения регрессии вида :                                                        мальное значение параметра оптимизации М - оптимум (рис. 8).
                             Y= F( X1, X 2 ……   ,   Xn ) ,   ( 20 )                             Х1
        где n - число исследуемых факторов.

        Это уравнение описывает некоторую поверхность отклика, т.е. гиперпо-                                                      М - параметр оптимизации
верхность в «n+1» - мерном пространстве.
      Изучение многофакторного процесса (или системы) можно представить
как исследование формы этой поверхности – поверхности отклика.                              Х1 опт.
        Пространство, в котором строится поверхность отклика, называется
факторным пространством.
                                                                                                                                   Х2
        В однофакторном эксперименте, когда Y=F (X1) – поверхность откли-
ка это линия на плоскости (рис.6 ). Условие оптимума изучаемого процесса                                         Х2 опт.
                                                                                          Рис. 8. Поверхность отклика для 2 факторного эксперимента
в эксперименте Х1 =Х опт.                                                                                      в координатах Х1 и Х2

                                       47                                                                               48