Практическое задание 1 Полный факторный эксперимент



Дата17.10.2023
өлшемі47,21 Kb.
#116770

Практическое задание 1
Полный факторный эксперимент (ПФЭ) – это эксперимент, в котором реализуются все возможные, неповторяющиеся комбинации уровней факторов.
Число опытов в ПФЭ определяется в соответствии с (1.6). Обычно встречаются планы эксперимента типа 2k (два уровня варьирования факторов), реже 3k и очень редко при p > 3 в связи с резким ростом числа независимых опытов.

Где p-уровень варьирования, k-количество факторов

ПФЭ, в котором каждый фактор принимает только два значения (уровня), применяется для отыскания параметров полиномиальных моделей без учета квадратов факторов.


Этапы планирования и реализации ПФЭ:
 выбор параметров оптимизации и уровней их варьирования;
 кодирование факторов;
 составление матрицы планирования эксперимента
 рандомизация опытов;
 реализация плана эксперимента;
 проверка однородности дисперсий параллельных опытов, воспроизводимости результатов;
 расчет коэффициентов уравнения регрессии, их ошибок и значимости;
 проверка адекватности модели.
1.2. Кодирование факторов
Кодирование – это перевод натуральных значений уровней факторов в кодовые безразмерные величины с целью построения стандартной матрицы эксперимента.
Для факторов с непрерывной областью определения кодирование осуществляют по формуле



где Xu – кодовое значение u-го фактора; xu – натуральное текущее значение u-го фактора; xu0 – начальный (нулевой) уровень фактора;


xu – интервал варьирования u-го фактора.

После кодирования уровни факторов принимают значения: +1 –верхний уровень; –1 – нижний уровень; 0 – нулевой уровень. В качестве нулевого уровня принимают центр интервала, в котором предполагается проводить эксперимент. Например, результат кодирования двух факторов x1 и x2 можно представить табл.1.




Рисунок 1- Факторное пространство

На рис. 6.1 представлено факторное пространство и уровни факторов до кодирования (а) и после кодирования (б).


Матрицы планирования эксперимента
Условия эксперимента обычно записывают в виде матриц планирования эксперимента (табл. 2), где строки соответствуют различным независимым опытам, а столбцы – значениям (уровням) факторов. На рис. 2 представлена геометрическая интерпретация ПФЭ.
Таблица 2 Матрица планирования эксперимента

Номер опыта



X1



X2



y



1



–1



–1



y1



2



+1



–1



y2



3



–1



+1



y3



4



+1



+1



y4



В общем случае планы типа 2k геометрически представляют собой совокупность точек, расположенных в вершинах гиперкуба, размещенного в многомерном пространстве. Пространство, заключенное внутри гиперкуба, является областью планирования эксперимента.


Существует несколько способов построения матрицы планирования большой размерности. Один из них основан на чередовании знаков: в первом столбце знаки меняются поочередно, во втором – через два, в третьем – через четыре и т.д.

Рис. 6.2. Геометрическая интерпретация ПФЭ:
а – в двухмерном пространстве (N=22); б – в трехмерном пространстве (N=23)


Задание
Поставить цель исследования.
Продумать план исследования. Найти варьируемые контролируемые факторы и результирующие. Заполнить матрицу планирования.

Достарыңызбен бөлісу:




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет