39078

Дисперсионный анализ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

m и одинаковыми дисперсиями Рассмотрим соотношения общая или полная сумма квадратов отклонений межгрупповая факторная сумма квадратов отклонений внутригрупповая остаточная сумма квадратов отклонений В дисперсионном анализе используются усредненные квадраты отклонений В терминах NOV: эффект ошибка MS эффект MS ошибка. Описание процедуры Fctoril NOV Для запуска программы в верхнем меню Sttistics надо выбрать команду NOV. Появиться два списка: Typeofnlysis вид анализа Onewy NOV однофакторный...

Русский

2013-09-30

434 KB

6 чел.

В ДА исследуется зависимость количественного признака (зависимой переменной) от одного или  нескольких качественных признаков (факторов).

Данные представляются в таблице, строки и столбцы которой отображают различные уровни фактора, а в ячейках таблицы расположены значения анализируемого признака (зависимой переменной).  Таблица - план эксперимента

Предположим , что элементы строк таблицы  - реализация случайных величин  x1, x2, ... , xm, имеющих нормальный закон распределения с математическим ожиданием  a1, a2, ... , am  и одинаковыми дисперсиями  

Рассмотрим соотношения

- общая или полная сумма квадратов отклонений

- межгрупповая (факторная) сумма квадратов отклонений

- внутригрупповая (остаточная) сумма квадратов отклонений

В дисперсионном анализе используются усредненные квадраты отклонений  

В терминах ANOVA:   - эффект,  - ошибка,   - MS эффект,  - MS ошибка.

Проверка   сводиться к проверке существенных различий  и , которые являются оценками дисперсии .

отвергается,  если по критерию Фишера:

ДА более эффективен , чем t - критерий, при сравнении средних, и для малых выборок более информативен. Кроме того он позволяет определить взаимодействия между факторами и, следовательно, изучать более сложные модели.

Для двухфакторного анализа

Применение дисперсионного анализа целесообразно, если анализируемые признаки измерены минимум в интервальной шкале и имеют нормальное  распределение внутри сравниваемых групп, дисперсии в группах однородны.  Если эти условия не выполнены, можно воспользоваться

непараметрическими критериями сравнения средних или модулем «Общие  линейные модели» (GLM).

Ключевыми понятиями дисперсионного анализа являются главные  эффекты и сложные эффекты, которые позволяют обнаружить и исследовать  взаимодействия между факторами.

Описание процедуры Factorial ANOVA

Для запуска программы в верхнем меню Statistics надо выбрать команду ANOVA.

Появиться два  списка:

  1.  Typeofanalysis (вид анализа)
    1.  One-way ANOVA (однофакторный дисперсионный анализ);
    2.  Maineffects ANOVA (дисперсионный анализ главных эффектов);
    3.  Factorial ANOVA (многофакторный дисперсионный анализ);
    4.  Repeatmeasures ANOVA (дисперсионный анализ повторных измерений).
  2.  Specificationmethod позволяет задать три типа интерфейса  
    1.  QuickSpecsDialog (диалог быстрых спецификаций);
    2.   AnalysisWizard (мастер анализа);
    3.  Analysissyntaxeditor (редактор кода).

Пример, который рассматриваем (в многофакторном анализе): количество крабов, в зависимости от цветов (COLOR), состояния клешней (SPINE) размеров (CATWIDTH, WIDTH) и веса (WEIGHT). Если число спутников больше 0, то переменная y в первом столбце принимает значение 1, в противном случае 0.

Выбираем Factorial ANOVA и Quick Specs Dialog на вкладке Quick нажмите Variable. В появившемся окне выбираете группирующие переменные COLOR и SPINE, зависимые WIDTH, CATWIDTH. Можно задать коды факторов Factor Codes.

Кодами предиктора COLOR являются цвета крабов: серый, светло-серый, темный,  темно-серый. Кодами предиктора SPINE являются состояния клешней крабов: обе клешни целые, одна клешня повреждена, обе клешни повреждены.

Щелкните по кнопке ОК, откроется диалоговое окно  ANOVA Results 1 (результаты анализа).

На вкладке Means можно указать различные способы вычисления средних: невзвешенные средние, взвешенные средние, оценки МНК (средние наименьшие квадраты).

На вкладке Quick нажмите кнопку All effects/Graphs . Откроется  Table of All Effects (таблицы всех эффектов), которая содержит результаты и используется для просмотра выбранных из данной таблицы  эффектов в виде графиков средних или таблиц. Значимые эффекты (р<0,05) помечены *. В нашем примере

Можно изменить значимость критерия, введя необходимое значение параметра α в поле Significance level (уровень значимости) вкладки Quick окна ANOVA Results 1.

Выделите  Spreadsheet (таблица) в рамке Display  на вкладке Table of All Effects и два раза  щелкнуть по эффекту SPINE. Появится  таблица со значениями средних всех зависимых переменных и другими статистиками в группах

Если выделить опцию Graph, нажмите ОК, выберете переменную, например, WIDTH. Программа построит средних этой переменной.

Можно посмотреть взаимодействие факторов, например, WIDTH и COLOR. Переменные выбираются так: Graf в рамке Display, OK, Dependent vars for the... укажите переменную WIDTH, ОК, появится Arrangement of Factors, в котором  указывается  порядок выбора факторов. Выбираем  COLOR и SPINE , ОК. Появится нужный график. Из этих графиков можно заметить, что независимо от цвета средняя ширина крабов с одной поврежденной клешней меньше, чем средняя ширина крабов с двумя целыми клешнями. Приведенные результаты показывают, что существуют различия между средними в группах,  соответствующих различным межгрупповым факторам. Чтобы выяснить значимы ли эти  различия, нужно использовать апостериорные сравнения для проверки разности средних.

В диалоге ANOVA Results 1 нажмите кнопку More results и в открывшемся окне выберите вкладку Post-hoc. Выберите зависимую переменную WIDTH, эффект SPINE и нажмите кнопку Fisher LSD. Откроется таблица

Если  в диалоге ANOVA Results 1  выбрать эффект COLOR*SPINE, то будет открыта таблица другого вида. Для проверки предположений, лежащих в основе метода дисперсионного  анализа, необходимо воспользоваться вкладкой Assumptions (предположения) в окне ANOVA Results 1.

Здесь представлены различные критерии проверки однородности дисперсии и графические средства проверки соответствия закона распределения нормальному закону.

Выберите эффект SPINE,  нажмите  Histograms. В  окне выберите переменную WIDTH,  укажите группу, если нужно проанализировать распределение внутри каждой группы, или All(все),  то будет построена гистограмма  для всех групп. Нажмите кнопку Levens test (ANOVA), появится таблица с результатами проверки гипотезы об  однородности дисперсий для зависимых переменных WIDTH и WEGHT.

Еще одним условием применимости дисперсионного  анализа является отсутствие корреляции между средними и стандартными  отклонениями. На вкладке Assumptions нажмите кнопку Plot means vs.stdLdeviattons. По диаграмме рассеяния нужно определить, отсутствует ли корреляция. В нашем случае это справедливо, т.е. результаты ДА достоверны.

Дисперсионный анализ с повторными измерениями

В Type of analysis выделите Repeat measures ANOVA. В Specification method выберите Quick Specs Dialog. Нажмите OK.

На вкладке Quick нажмите кнопку Variables. Выберите группирующие переменные COLOR и SPINE, зависимые WIDTH, CATWIDTH. Если нажать на кнопку ОК, то появятся результаты многомерного дисперсионного анализа без учета повторных измерений, т.е. переменные WIDTH, CATWIDTH будут рассмотрены как две зависимые переменные. Но мы их рассматриваем как двухуровневый фактор повторных измерений. Чтобы было все правильно понято, надо нажать кнопку Within effects (внутригрупповые эффекты). Откроется окно  Specify within-subjects factor (задайте фактор повторных измерений (только один)). Если нужен ДА с большим числом факторов, то пользуемся модулем GLM.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83628. Требования нормами технологического проектирования и САНПИНом к городским подстанциям и электрическим сетям 32.97 KB
  Нормами технологического проектирования к городским ПС и электрическим сетям рассматриваются и регламентируются следующие разделы: 1 Общие положения общие указания обьем и состав проектной документации 2 Расчетные электрические нагрузки расчетные электрические нагрузки жилых зданий электрические нагрузки общественных зданий и промышленных предприятий электрические нагрузки распределительных линий до 1 кВ электрические нагрузки сетей 106 кВ и ЦП укрупненные показатели расхода электроэнергии коммунальнобытовых потребителей 3...
83629. Очерёдность выполнения чертежей «План и разрезы подстанции и плана фундаментов» и что отражено на этих чертежах 28.85 KB
  В рабочие чертежи включают: 1 общие данные по рабочим чертежам; 2 принципиальную схему главных цепей; 3 принципиальные полные схемы релейной защиты управления измерения сигнализации и т.; 4 планы расположения электрооборудования ошиновки и прокладки сетей заземления; 5 планы прокладки электрических сетей; 6 схемы таблицы подключения; 7 кабельный журнал; 8 рабочую документацию задания МЭЗ; 9 эскизные чертежи общего вида НКУ. На схеме указывают: 1 номинальное напряжение сборных шин; 2 типы номинальные токи и сопротивление...
83630. Перечислить основные виды спецификаций и что отражает экспликация на чертеже 30.3 KB
  Описание спецификации дается в ГОСТ 2. Над основной надписью помещаются графы спецификации. В основной надписи спецификации указывают наименование сборочной единицы масштаб ее изображения. Спецификации первого типа чаще используются в конструкторскотехнологических подразделениях а второго на сборочных участках и при работе по заказам.
83631. Перечислить мероприятия предотвращающие электромагнитную наводку на кабели в ОРУ и устройства в ЗРУ 29.45 KB
  Должны выполняться мероприятия исключающие электростатические и электромагнитные наводки на металлических элементах расположенных в помещениях аккумуляторных батарей а также заносы туда высоких потенциалов. Для защиты от электростатической индукции на указанных элементах достаточно надежно присоединить к общему заземляющему устройству электростанций и подстанций гладкие трубы в помещениях аккумуляторных батарей предназначенные для отопления и выдержать расстояния от токоведущих шин до частей здания и других заземленных элементов не менее...
83632. Назначение кабельного журнала и что отражено на листах кабельного журнала 30.27 KB
  В кабельном журнале описывается маркировка каждого кабеля откуда и куда он идет его марка длина кабельной линии и его назначение. Назначение: Всю необходимую информацию о кабелях можно представить непосредственно на схемах: можно указать марку длину способ прокладки кабеля. Однако при построении достаточно большой системы во избежание перегруженности чертежей удобнее вынести эти данные в отдельную таблицу оставив на схемах лишь присвоенные кабелям обозначения. Во время монтажа в кабельный журнал заносятся следующие сведения: номер...
83633. Выполнение чертежей оперативной блокировки на ПС. Что должно быть отражено на чертеже. Какие виды блокировки коммутационных оборудований используются на ПС 30.11 KB
  Основные требования к оперативной блокировке: Блокзамки блокировки должны запирать приводы разъединителей только в крайних положениях включено и отключено; они не должны запирать привод разъединителя в промежуточном положении; Оперативная блокировка не должна давать ложное разрешение на операции с разъединителями при исчезновении напряжения оперативного тока или неисправностях самой оперативной блокировки. Механическая блокировка это блокировка непосредственного действия которая может быть выполнена на близко...
83634. Нелинейные магнитные цепи при постоянных потоках 161 KB
  Для концентрации магнитного поля и придания ему желаемой конфигурации отдельные части электротехнических устройств выполняются из ферромагнитных материалов. Векторные величины характеризующие магнитное поле Наименование Обозначение Единицы измерения Определение Вектор магнитной индукции Тл тесла Векторная величина характеризующая силовое действие магнитного поля на ток по закону Ампера Вектор намагниченности А м Магнитный момент единицы объема вещества Вектор напряженности магнитного поля А м где Гн м магнитная постоянная Основные...
83635. Общая характеристика задач и методов расчета магнитных цепей 128 KB
  При этом для наглядности можно составить эквивалентную электрическую схему замещения исходной магнитной цепи с использованием которой выполняется расчет. При расчете магнитных цепей на практике встречаются две типичные задачи: задача определения величины намагничивающей силы НС необходимой для создания заданного магнитного потока заданной магнитной индукции на каком либо участке магнитопровода задача синтеза или ldquo;прямаяldquo; задача; задача нахождения потоков магнитных индукций на отдельных участках цепи по заданным...
83636. Нелинейные цепи переменного тока в стационарных режимах 136.5 KB
  Когда постоянная времени нагрева τ одного порядка с Т соотношения между переменными составляюшими напряжения и тока являются более сложными определяющими сдвиг по фазе между ними. Другой важной особенностью нелинейных элементов в цепи переменного тока является вызываемое ими появление высших гармоник даже при наличии в цепи только источников синусоидального напряжения и или тока. На этом принципе строится например ряд умножителей частоты а также преобразователей формы тока или напряжения.