Адаптационная оптимизация производственных процессов с технологической обратной связью

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Апреля 2014 в 13:08, лабораторная работа

Краткое описание

Необходима выборка, полученная с помощью черного ящика. Для этого нам надо
поставить несколько опытов с разными значениями xi. Количество опытов равно 2 в
степени количества факторов x. Т.е. шестнадцать (2
4
), но для упрощения проведём восемь
опытов. В каждом опыте выполняем по 200 циклов. Теперь мы получили выборку,
высчитанные средние Y представлены в таблице.

Вложенные файлы: 1 файл

Poyasnitelnaya_zapiska.doc

— 167.00 Кб (Скачать файл)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ  
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

РУКОВОДИТЕЛЬ

       

Вировлянская В.А.

должность, уч. степень, звание

 

подпись, дата

 

инициалы, фамилия


 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Адаптационная оптимизация производственных процессов с технологической обратной связью

по дисциплине: Компьютерная обработка экспериментальных данных

 
 

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ

СТУДЕНТ ГР.

         
     

подпись, дата

 

инициалы, фамилия


Санкт-Петербург 
20**

 

 

Листинг программы, моделирующей случайную помеху:

 

#include <conio.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

#include <ctime>

 

double sigma(void);

 

int main(void) {

 

double Mass[100];

int i, j;

FILE *SaveFile;

srand (time(NULL));

 

SaveFile = fopen("vib.txt", "w");

j = 1;

for(i = 0; i < 100; i++, j++) {

Mass[i] = sigma();

fprintf(SaveFile, "%10.3f", Mass[i]);

if(j == 10) {

fprintf(SaveFile, "\n");

j = 0;

}

}

fclose(SaveFile);

return 0;

}

 

double sigma(void)

{

int i;

double sigm, alf;

for(i = 0 ; i < 1;  i++) ;

alf= (double)rand()/RAND_MAX; 

sigm =sqrt(4.5*alf);

return sigm;

}

 

Построение уравнения регрессии

Матрица планирования:

 

Матрица планирования (A) имеет вид:

 

A

1

-1

-1

-1

-1

1

-1

-1

1

1

1

-1

1

-1

1

1

-1

1

1

-1

1

1

-1

-1

1

1

1

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

1

1

1

1

1


 

At

1

1

1

1

1

1

1

1

-1

-1

-1

-1

1

1

1

1

-1

-1

1

1

-1

-1

1

1

-1

1

-1

1

-1

1

-1

1

-1

1

1

-1

1

-1

-1

1


 

Получение значений откликов:

Необходима выборка, полученная с помощью черного ящика. Для этого нам надо поставить несколько опытов с разными значениями xi. Количество опытов равно 2 в степени количества факторов x. Т.е. шестнадцать (24), но для упрощения проведём восемь опытов. В каждом опыте выполняем по 200 циклов. Теперь мы получили выборку, высчитанные средние Y представлены в таблице.

 

Yсреднее

2,93

2,74

3,16

3,46

2,92

2,76

3,74

3,3


 

Листинг программы для получения значений откликов:

 

#include <conio.h>

#include <math.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

#include <ctime>

 

double sigma(void);

 

int main(void) {

 

int i,j;

 

 

 

 

double  x[4][8] = {    0.5,   0.5,   0.5,  0.5,

0.5,   0.5,   0.7,  0.7,

0.5,   0.7,   0.5,  0.7,

0.5,   0.7,   0.7,  0.5,

0.7,   0.5,   0.5,  0.7,

0.7,   0.5,   0.7,  0.5,

0.7,   0.7,   0.5,  0.5,

0.7,   0.7,   0.7,  0.7};

double y;

 

srand (time(NULL));

FILE *SaveFile;

SaveFile = fopen("DataY.txt", "w");

for(i=0; i <200; i++) {

for(j=0; j < 8; j++) {

y = 3*x[0][j]+x[0][j]*x[1][j]+x[2][j]-2*x[3][j]*x[3][j] + sigma();

fprintf(SaveFile, "%7.3f", y);

if(j == 7) {

fprintf(SaveFile, "\n");

}

}

}

fclose(SaveFile);

return 0;

 

}

 

double sigma(void)

{

int i;

double sigm, alf;

for(i = 0 ; i < 1;  i++) ;

alf= (double)rand()/RAND_MAX; 

sigm =sqrt(4.5*alf);

return sigm;

}

Аппроксимация уравнения регрессии линейным уравнением:

Неизвестное уравнение регрессии технологического процесса может быть аппроксимировано линейным уравнением:

y =b0 +b1x1 +b2x2 +b3x3+b4x4

Оценки bi коэффициентов bi, i=0,1,..,4 рассчитываются по формулам:

,

где

  Sij –знак i-го фактора в j-ом опыте ПФЭ.

Результат вычислений оценок коэффициентов:

 

b0

b1

b2

b3

b4

3,13

0,05

0,29

-0,06

-0,1


 

Уравнение регрессии: y=3,13+0,05x1+0,29x2-0,06x3-0,1x4

 

 

Отклики, предсказанные уравнением регрессии:

 

значения Y

2,93771375

2,62560875

3,32528375

3,39998375

2,85096875

2,92566875

3,62534375

3,31323875


 

Для проверки гипотезы адекватности сравним точность, достигнутую моделью, с точностью измерений.

 

Число степеней свободы: =N-1=8-1=7

Dад =

 

Число степеней свободы:

Dвос=

 

F = Dад/Dвос = 0,05307

 

Пороговое значение критерия Фишера F0 для f1=7,  f2 =1592  и уровня значимости  a =0,05  находим по таблице F – распределение Фишера – Снедекора: F0 =2,0.

 

Так как F<F0  - линейное уравнение регрессии адекватно.

Определение значимости коэффициентов уравнения регрессии:

 

Проверяем значимость отдельных коэффициентов уравнения регрессии  с помощью t – статистики Стьюдента.

Для чего по таблице, для f= n(N-1)=8(200-1)=1592  и a =0.05  находим пороговое значение t0= 1.645.

Вычислив для каждого коэффициента регрессии величину

ti = bi / ,  где

D = Dвос/Nn = 0,24334441/200*8 = 0,00015209 и, сравнив êti ê c t0 ,приходим к выводу , что все коэффициенты значимы.

 

bi

ti

Значимсть

3,13

253

значим

0,05

4,32

значим

0,29

23,6

значим

-0,06

-4,81

значим

-0,1

-7,84

значим


 

Окончательное уравнение регрессии:

 

Таким образом, окончательное уравнение регрессии технологического процесса имеет вид:

Уравнение регрессии:  Y = 3,13 + 0,05*x1 + 0,29*x2 - 0,06*x3 - 0,1*x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F – распределение Фишера - Снедекора:

 

Значения квантилей F0.95(j1,j2) ; j1 и j2 – числа степеней свободы числителя и знаменателя.

 

j2

   

j1

           
 

1

2

3

4

5

6

12

24

¥

1

164,6

199,5

215,7

224,6

230,2

234

243,9

249,1

254,3

2

18,5

19,2

19,2

19,3

19,3

19,3

19,4

19,4

19,5

3

10,1

9,6

9,3

9,1

9

8,9

8,7

8,6

8,5

4

7,7

6,9

6,6

6,4

6,3

6,2

5,9

5,8

5,6

5

6,6

5,8

5,4

5,2

5,1

5

4,7

4,5

4,4

6

6

5,1

4,3

4,5

4,4

4,3

4

3,8

3,7

7

5,6

4,7

4,4

4,1

4

3,9

3,6

3,4

3,2

8

5,3

4,5

4,1

4,8

3,7

3,6

3,3

3,1

2,9

9

5,1

4,3

3,9

3,6

3,5

3,4

3,1

2,9

2,7

10

5

4,1

3,7

3,5

3,3

3,2

2,9

2,7

2,5

11

4,8

4

3,6

3,4

3,2

3,1

2,8

2,6

2,4

12

4,8

3,9

3,5

3,3

3,1

3

2,7

2,5

2,3

13

4,7

3,8

3,4

3,2

3

2,9

2,6

2,4

2,2

14

4,6

3,7

3,3

3,1

3

2,9

2,5

2,3

2,1

15

4,5

3,7

3,3

3,1

2,9

2,8

2,5

2,3

2,1

16

4,5

3,6

3,2

3

2,9

2,7

2,4

2,2

2

17

4,5

3,6

3,2

3

2,8

2,7

2,4

2,2

2

18

4,4

3,6

3,2

2,9

2,8

2,7

2,3

2,1

1,9

19

4,4

3,5

3,1

2,9

2,7

2,6

2,3

2,1

1,9

20

4,4

3,5

3,1

2,9

2,7

2,6

2,3

2,1

1,9

22

4,3

3,4

3,1

2,8

2,7

2,6

2,2

2

1,8

24

4,3

3,4

3

2,8

2,6

2,5

2,2

2

2,7

26

4,2

3,4

3

2,7

2,6

2,5

2,2

2

1,7

28

4,2

3,3

3

2,7

2,6

2,4

2,1

1,9

1,7

30

4,2

3,3

2,9

2,7

2,5

2,4

2,1

1,9

1,6

40

4,1

3,2

2,9

2,6

2,5

2,3

2

1,8

1,5

60

4

3,2

2,8

2,5

2,4

2,3

1,9

1,7

1,4

120

3,9

3,1

2,7

2,5

2,3

2,2

1,8

1,6

1,3

¥

3,8

3

2,6

2,4

2,2

2,1

1,8

1,5

1


 

 

t – распределение Стьюдента:

 

Значения квантилей tp(j)

 

j

   

p

         
 

0.750

0.900

0.950

0.975

0.990

0.995

0.999

0.9995

1

0.100

0.307

0.631

1.271

3.182

6.366

6.183

63.662

2

0.816

1.886

2.920

4.303

6.965

9.925

22.326

31.593

3

0.765

1.638

2.353

3.182

4.541

5.841

10.213

12.924

4

0.741

1.533

2.132

2.776

3.747

4.604

7.173

8.610

5

0.727

1.476

2.015

2.571

3.365

4.032

5.893

6.869

6

0.718

1.440

1.943

2.447

3.143

3.707

5.208

5.965

7

0.711

1.415

1.895

2.365

2.998

3.499

4.785

5.408

8

0.706

1.397

1.860

2.306

2.896

3.335

4.501

5.041

9

0.703

1.383

1.833

2.262

2.821

3.250

4.297

4.781

10

0.700

1.372

1.812

2.228

2.764

3.169

4.144

4.587

11

0.697

1.363

1.796

2.201

2.718

3.106

4.025

4.437

12

0.695

1.356

1.782

2.179

2.681

3.055

3.930

4.318

13

0.694

1.350

1.771

2.160

2.650

3.012

3.852

4.221

14

0.692

1.345

1.761

2.145

2.624

2.977

3.787

4.140

15

0.691

1.341

1.753

2.131

2.602

2.947

3.733

4.073

16

0.690

1.337

1.746

2.120

2.583

2.921

3.686

4.015

17

0.689

1.333

1.740

2.110

2.567

2.898

3.646

3.965

18

0.688

1.330

1.754

2.101

2.552

2.878

3.610

3.922

19

0.688

1.328

1.729

2.093

2.539

2.861

3.579

3.883

20

0.687

1.325

1.725

2.086

2.528

2.845

3.552

3.850

22

0.686

1.321

1.717

2.074

2.508

2.819

3.505

3.792

24

0.685

1.318

1.711

2.064

2.492

2.797

3.467

3.745

26

0.684

1.315

1.706

2.056

2.479

2.779

3.435

3.707

28

0.683

1.313

1.701

2.048

2.467

2.763

3.408

3.674

30

0.683

1.310

1.697

2.042

2.457

2.750

3.385

3.646

40

0.681

1.303

1.684

2.021

2.423

2.704

3.307

3.551

60

0.679

1.296

1.671

2.000

2.390

2.660

2.232

3.460

120

0.677

1.289

1.658

1.980

2.358

2.617

3.160

3.373

¥

0.674

1.282

1.645

1.960

2.326

2.576

3.090

3.291

Информация о работе Адаптационная оптимизация производственных процессов с технологической обратной связью