Основы научных исследований. Кокшарова Т.Е. - 30 стр.

UptoLike

Составители: 

59
(37), в котором исключены незначимые члены;
2) находят разность y
u
-
u
y
;
3) рассчитывают дисперсию неадекватности по формуле 38
µ
2
2
1
ад
'
N
uu
u
yy
S
NN
=
=
, (38)
где N - число значимых коэффициентов в уравнении регрессии;
4) рассчитывают F-отношение по формуле (39)
2
ад
2
()
S
F
Sy
=
, (39)
5) сравнивают полученное значение F-отношения со значением
F
т
(Р; f
1
; f
2
) критерия Фишера (приложение 3 [14] или таблица 8).
В таблице критерий Фишера дан в зависимости от числа степеней свобо-
ды
f
1
=N-N при определении дисперсии неадекватности и f
2
=N (m-1) при опре-
делении средней дисперсии воспроизводимости
единичного измерения S
2
(y
k
),
равного числу степеней свободы в определении средней дисперсии воспроиз-
водимости
среднего S
2
(y).
Если
F>F
т
, то уравнение неадекватно описывает экспериментальные дан-
ные, так как точность описания процесса данным уравнением значимо ниже той
точности, с которой получены экспериментальные результаты. Такое уравнение
не может служить хорошей основой для поиска оптимальных условий. В по-
добной ситуации исследователь должен найти ответ на вопрос о причинах по-
лучения недостаточно точного уравнения процесса. Наиболее часто встречаю-
щаяся причинаарифметические ошибки. Чтобы убедиться в отсутствии таких
ошибок, рекомендуется по уравнению, в котором оставлены все, в том числе и
незначимые, коэффициенты (число коэффициентов должно быть равно числу
опытов), рассчитать выход процесса при условии 2-3 опытов плана. Если полу-
ченные результаты
y
u
в пределах точности округления будут совпадать с экспе-
риментальными данными
u
y
, то арифметической ошибки нет [14].
60
9. Для проверки адекватности уравнения Y = 6,9 - 0,85X
1
– 0,40 X
2
по
критерию Фишера предварительно выполняются действия :
9.1. Находится выход
Y
u
для каждого опыта по данному уравнению с
учетом значений кодированных величин факторов в каждом опыте (см. таблицу
7) :
для 1-го опыта
Y
1
= 6,9 – 0,85 (-1) – 0,40 (-1) = 6,9 + 0,85 + 0,40 = 8,15,
для 2-го опыта
Y
2
= 6,9 – 0,85 ( -1) – 0,40 (+1) = 6,9 + 0,85 – 0,40 = 7,35,
для 3-го опыта Y
3
= 6,9 – 0,85 ( +1) – 0,40 (-1) = 6,9 – 0,85 + 0,40 = 6,45,
для 4 –го опыта Y
4
= 6,9 – 0,85 (+1) – 0,40 (+1) = 6,9 – 0,85 – 0,40 = 5,65.
9.2. Находится разность
µ
//
uu
YY
:
для 1-го опыта / 8,15 – 8,0 / = 0,15,
для 2-го опыта / 7,35 – 7,5 / = 0,15,
для 3-го опыта / 6,45 – 6,6 / = 0,15,
для 4- опыта / 5,65 – 5,5 / = 0,15.
9.3. Рассчитывается дисперсия неадекватности по формуле (38):
2222
2
ад
0,15 0,15 0,15 0,15 0,09
0, 09
43 1
S
+++
===
.
9.4. Рассчитывается критерий Фишера ( F )
по формуле (39):
2
ад
2
0, 09
5,14
0,0175
()
S
F
Sy
== =
9.5. Сравнивается значение
F со значением F
т
(Р; f
1;
f
2
) - критерия Фи-
шера из приложения 3 [14] или по таблице 9,
где дана выборка материала из
этого приложения.
Таблица 9. Значение критерия Фишера
F
т
для уровня значимости a =0,05
Число степеней свободы числителя
f
1
Число степеней
свободы
знаменателя
f
2
1 2 3 4
1 161,4 199,5 215,7 224,6
2 18,5 19,0 19,2 19,3
3 10,1 9,6 9,3 9,1
4 7,7 6,9 6,6 6,4
5 6,6 5,8 5,4 5,2
6 6,0 5,1 4,8 4,5
(37), в котором исключены незначимые члены;                                           9. Для проверки адекватности уравнения Y = 6,9 - 0,85X1 – 0,40 X2 по
     2) находят разность yu - yu ;                                             критерию Фишера предварительно выполняются действия :

     3) рассчитывают дисперсию неадекватности по формуле 38                           9.1. Находится выход Yu для каждого опыта по данному уравнению с
                                      N                2                       учетом значений кодированных величин факторов в каждом опыте (см. таблицу
                                     ∑µ
                                      y −y  u      u
                                                                               7) :
                            Sад2 =   u =1
                                                           ,   (38)
                                          N − N'
                                                                                      для 1-го опыта Y 1 = 6,9 – 0,85 (-1) – 0,40 (-1) = 6,9 + 0,85 + 0,40 = 8,15,
     где N′ - число значимых коэффициентов в уравнении регрессии;
                                                                                      для 2-го опыта Y 2 = 6,9 – 0,85 ( -1) – 0,40 (+1) = 6,9 + 0,85 – 0,40 = 7,35,
     4) рассчитывают F-отношение по формуле (39)
                                                                                      для 3-го опыта Y 3 = 6,9 – 0,85 ( +1) – 0,40 (-1) = 6,9 – 0,85 + 0,40 = 6,45,
                                     Sад2
                            F=               ,                 (39)                   для 4 –го опыта Y 4 = 6,9 – 0,85 (+1) – 0,40 (+1) = 6,9 – 0,85 – 0,40 = 5,65.
                                 S 2 ( y)
                                                                                      9.2. Находится разность / Yµ
                                                                                                                 u − Yu / :
     5) сравнивают полученное значение F-отношения со значением
                                                                                            для 1-го опыта          / 8,15 – 8,0 / = 0,15,
Fт (Р; f1; f2) критерия Фишера (приложение 3 [14] или таблица 8).
                                                                                            для 2-го опыта / 7,35 – 7,5 / = 0,15,
     В таблице критерий Фишера дан в зависимости от числа степеней свобо-
                                                                                            для 3-го опыта / 6,45 – 6,6 / = 0,15,
ды f1=N-N′ при определении дисперсии неадекватности и f2 =N (m-1) при опре-
                                                                                            для 4- опыта / 5,65 – 5,5 / = 0,15.
делении средней дисперсии воспроизводимости единичного измерения S2(yk),
                                                                                      9.3. Рассчитывается дисперсия неадекватности по формуле (38):
равного числу степеней свободы в определении средней дисперсии воспроиз-
                                                                                                          0,152 + 0,152 + 0,152 + 0,152 0, 09
водимости среднего S2(y).                                                                        Sад2 =                                =      = 0, 09 .
                                                                                                                      4−3                 1
     Если F>Fт, то уравнение неадекватно описывает экспериментальные дан-
                                                                                      9.4. Рассчитывается критерий Фишера ( F ) по формуле (39):
ные, так как точность описания процесса данным уравнением значимо ниже той
                                                                                                                             Sад2           0, 09
                                                                                                                       F=              =           = 5,14
точности, с которой получены экспериментальные результаты. Такое уравнение                                                  S 2 ( y)       0, 0175
не может служить хорошей основой для поиска оптимальных условий. В по-                9.5. Сравнивается значение F со значением Fт (Р; f1; f2) - критерия Фи-
добной ситуации исследователь должен найти ответ на вопрос о причинах по-      шера из приложения 3 [14] или по таблице 9, где дана выборка материала из
лучения недостаточно точного уравнения процесса. Наиболее часто встречаю-      этого приложения.
щаяся причина – арифметические ошибки. Чтобы убедиться в отсутствии таких      Таблица 9. Значение критерия Фишера Fт для уровня значимости a =0,05
ошибок, рекомендуется по уравнению, в котором оставлены все, в том числе и            Число степеней                        Число степеней свободы числителя f1
незначимые, коэффициенты (число коэффициентов должно быть равно числу                    свободы
                                                                                      знаменателя f2                  1                  2                3       4
опытов), рассчитать выход процесса при условии 2-3 опытов плана. Если полу-              1                         161,4               199,5            215,7   224,6
ченные результаты yu в пределах точности округления будут совпадать с экспе-             2                          18,5                19,0             19,2    19,3
                                                                                         3                          10,1                9,6              9,3     9,1
риментальными данными yu , то арифметической ошибки нет [14].                            4                           7,7                6,9              6,6     6,4
                                                                                         5                           6,6                5,8              5,4     5,2
                                                                                         6                           6,0                5,1              4,8     4,5

                                                       59                                                                           60