92210

Описание статических систем с исп-ем полиномиальных моделей

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Регрессией в статистических исследованиях называют усреднение по результатам этого исследования, т.е. по множеству статистических данных. Модель, которая будет найдена путем обработки этих статистических данных путем усреднения, называется регрессионной моделью и описывается уравнением регрессии.

Русский

2015-07-28

78.5 KB

1 чел.

11,1 Описание статических систем с исп-ем полиномиальных моделей.

Построение полиномиальных моделей с использованием регрессионного анализа

С помощью полинома можно аппроксимировать любую функцию это следует из того, что любую функцию можно разложить в ряд Тейлора.

Регрессией в статистических исследованиях называют усреднение по результатам этого исследования, т.е. по множеству статистических данных. Модель, которая будет найдена путем обработки этих статистических данных путем усреднения, называется регрессионной моделью и описывается уравнением регрессии.

Пусть имеется некоторая  система, имеющая два входа и один выход (рис.2.2).

Рис.2.2

Модели этой системы могут быть описаны следующими уравнениями.

Простейшая математическая модель этой системы:

Y = b0 + b1X1 + b2X2,

где b0, b1, b2  – весовые коэффициенты.  При проверке может оказаться, что данная модель неадекватна реальной системе. Тогда ее усложняют, дополнительно вводя взаимно для входных переменных в виде произведения:

Y=b0+b1X1+b2X2+b12X1X2.

Если и данная модель неадекватна, то вводят новые составляющие, например:

Y=b0+b1X1+b2X2+b12X1X2+b11X12+b22X22.

Можно ещё более усложнить модель, увеличивая порядок полинома, и таким образом добиться адекватности модели.

Для нахождения коэффициентов b применяют экспериментальное исследование системы или её физической модели, и сводят экспериментальные данные в таблицу, (таблица 2.1), в которой X1i, X2i, Yi – величины входных и выходных воздействий в опыте i (i = 1, N).

Таблица 2.1

X1

X2

Y

X11

X21

Y1

X12

X22

Y2

X1N

X2N

YN

 

Входные значения X1, X2 должны задаваться из той области значений, для которой строится модель. Обработав табличные данные, находят коэффициенты b.

Найдем формулы для вычисления коэффициентов b для системы с одним входом и одним выходом (рис.2.3).

Рис.2.3

Будем искать модель этой системы в виде линейного уравнения регрессии: Yx=b0+b1X.

Для наглядности смысла вычислений нанесем опытные Xi Yi i(i=1,N).значения на плоскость X,Y (рис.2.4).

Рис.2.4

Для каждого значения Xi имеет место ошибка εi=Yi-YXi , где Yi – опытное наблюдение, а YXi=b0+b1Xi, т. о. εi = Yi-b0-b1Xi  Ошибка зависит от коэффициентов b0 и b1.

Наилучшим уравнением регрессии с точки зрения метода наименьших квадратов будет такое, которое обеспечивает минимум суммы

Значения b0 и b1 можно найти из условия минимума суммы U:

Соответствующие производные равны

Приравнивая производные к нулю, и, решая систему двух уравнений с двумя неизвестными, получим

,

.

Оказывается, что b2 и b1 являются функциями среднего арифметического  и , среднеквадратического отклонения X и Y  и коэффициента корреляции r. Преобразуя выражение для b0, b1, получим

,

.

Тогда уравнение регрессии преобразуется к простому виду

,

где

11,2. Формирование случайных величин с произвольным законом распределения методом Неймана

Имеем генератор, формирующий равномерно распределённые числа Xk. Требуется сформировать Yk , распределенные по закону wY(Y) (рис.5.8). Алгоритм формирования чисел Yk следующий. На шаге k выводим из генератора пару чисел X1k, X2k . Число X1k , которое находится в интервале (0,1), преобразуем в число Yk , лежащее в интервале (a, b) линейным преобразованием Yk = Xk.(ba) + a.

Рис.5.8

Проверяется выполнение неравенства X2k wYmax < wY(Yk). Очевидно, что оно будет чаще выполняться для значений Yk , которые задают большее значение функции wY (что и требуется выполнить). Если неравенство выполняется, то число Yk принадлежит закону распределения wY , и оно сохраняется. В противном случае числа X1k, и X2k отбрасываются и генерируется новая пара чисел.


a

b

y

wYmax

(Y)

X1

X2

Y

Статическая

система

Y

Система

X

X

YX = b0+b1X

Y

Yi

YXi

εi

Xi


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14364. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1-го РОДА С ПОМОЩЬЮ МОСТА ПОСТОЯННОГО ТОКА 339.5 KB
  Лабораторная работа №31 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1го РОДА С ПОМОЩЬЮ МОСТА ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. Цели и задачи: необходимо определить сопротивления проводников с помощью моста постоянного тока и расчет удельное сопротивление для каждого проводника. 2. Приборы и...
14365. КОЛЬЦА НЬЮТОНА 808.5 KB
  Работа N 71.1. КОЛЬЦА НЬЮТОНА Прежде чем приступить к работе необходимо ознакомиться с введением по теме Интерференция и дифракция. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: измерить длины волн излучения ртутной лампы и радиус кривизны линзы из анализа интерференционной картины в виде колец Ньют
14366. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 405 KB
  СВЕТ ЗВУК X Z Введение по теме 72. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКА ОПТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ УЛЬТРАЗВУК И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПАРАМЕТРОВ. Ультразвук  это упругие волны с частотами выше условной границы восприятия чел...
14367. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА 1.12 MB
  Введение по теме 73. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА Часть электромагнитного излучения лежащая в диапазоне длин волн от 400 до 760 нм воспринимается человеческим глазом и называется светом. Световая волна характеризуется вектором напряженности электриче
14368. КВАНТОВАЯ ОПТИКА. ЛАЗЕРЫ 110.5 KB
  КВАНТОВАЯ ОПТИКА Введение по теме 74. ЛАЗЕРЫ Квантовые свойства света проявляются при испускании и поглощении его веществом. Количественными характеристиками этих процессов являются спектры испускания и поглощения. Вид спектров поглощения и испускания зависит от при...
14369. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 4.5 MB
  Описания лабораторных работУчебной лаборатории физического эксперимента физического факультета СПбГУ Часть IV ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Данное пособие содержит описания лабораторных работ по разделу Электричест
14370. Расчет коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса 99.5 KB
  Лабораторная работа №17 по дисциплине Физика на тему: Определение коэффициента внутреннего трения жидкости по методу Стокса 1. Цели и задачи: целью данной работы является определение коэффициента динамической вязкости исследуемой жидкости при температур...
14371. Финансовое планирование в организации 740.5 KB
  Понятие финансового планирования. Содержание и цели финансового планирования. Основные принципы и задачи финансового планирования. Виды финансовых планов, составляемых в организации: перспективные, текущие и оперативные планы, планы финансирования капитальных вложений, планы текущих операций.
14372. Определение отношения теплоемкостей газов Cp/Cv методом адиабатического расширения 96 KB
  Лабораторная работа № 9 по дисциплине Физика на тему: Определение отношения теплоемкостей газов Cp/Cv методом адиабатического расширения 1. Цели и задачи: в работе необходимо определить γ = Cp/Cv для воздуха используя адиабатический метод Клемана и Дезорма. 2...