Апроксимуючий поліном функції відгуку

Функцію називають функцією (реакцією, поверхнею) відгуку, а величини — факторами. Розглянемо означення основних категорій планування експериментів.

Задача дослідження системи полягає у встановленні залежності (9.1) або виявленні впливу різних факторів чи їх комбінацій на функцію відгуку. При оптимізації систем необхідно визначити такі рівні факторів, за яких функція відгуку набуває екстремальних значень. У такому разі ендогенну величину y називають параметром оптимізації. Параметр оптимізації повинен мати чітке фізичне чи економічне тлумачення, бути однозначною функцією факторів і легко вимірюватися та приводити до поставленої мети. Функцію відгуку (9.1) при оптимізації систем іноді називають цільовою, а фактори — керованими параметрами.

У процесі проведення експериментів дослідник повинен мати змогу залежно від поставлених цілей обирати потрібне значення факторів або фіксувати його під час досліду. Тому фактори мають бути вимірнимиі керованими. При імітаційному моделюванні (на відміну від натурних експериментів) будь-який фактор може бути керованим.

Висувається ряд вимог не лише до окремих факторів, а й до всієї сукупності факторів у цілому. Насамперед фактори мають бути незалежними, тобто встановлення деякого рівня одного фактора не повинно залежати від узятих значень інших факторів. Під час проведення фізичних експериментів важливе значення має властивість сумісностіфакторів (будь-яка комбінація їх рівнів має бути здійсненною і безпечною).

Слід звернути увагу на те, що важливим етапом під час розв’язання задач оптимізації чи дослідження систем є вибір вигляду функції відгуку (9.1) — математичної моделі процесу, що вивча-
ється. Оскільки істинний опис цієї функції встановити неможливо, то її подають наближено за допомогою апроксимуючого полінома — відрізка ряду Тейлора, у який розкладається невідома залежність в околі точки з нульовими координатами:

(9.2)

де

(9.3)

Апроксимуючий поліном (9.2) беруть першого, другого, а іноді третього степеня, причому порядок його може змінюватися залежно від етапу експерименту або специфіки задачі, що розв’язується. Коефіцієнти полінома (9.3) через відсутність істинного опису функції (9.1) не можуть бути знайдені теоретично. Їх визначають експериментально, проводячи досліди при деяких фіксованих значеннях факторів, причому з огляду на випадковість процесу, що досліджується, чи в результаті помилок при вимірюваннях вихідної величини спроби дублюються.

Після обробки результатів експерименту апроксимуючий поліном (9.2) фактично замінюється рівнянням регресії

(9.4)

де коефіцієнти — статистичні оцінки невідомих теоретичних коефіцієнтів .

Після вибору виду функції відгуку належить встановити межі областей визначення факторів, їх основні рівні та інтервали варіювання. Під час виконання експериментів для кожного фактора обирають два рівні, на яких можна змінювати його значення. Вибір основних рівнів (початкової точки факторного простору) та інтервалів варіювання грунтується на попередніх знаннях щодо процесу, який досліджується. Роблять цей вибір, виходячи з необхідності зменшення числа спроб для розв’язання поставленої задачі. Наприклад, якщо відшукується оптимальне значення функції відгуку, то за початкову точку може бути обрана точка факторного простору, яка на підставі деяких міркувань має лежати поблизу від області екстремуму.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Генерування нормально розподілених випадкових величин	\|	Дворівнева система вимірювання факторів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.014 сек.