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

64535. КАУЧУКИ И РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ 95 KB
  Резины - продукты вулканизации натурального или синтетических каучуков и представляют собой многокомпонентные смеси. Резиновая смесь изготавливается путем введения в каучуки минеральных или углеродных порошкообразных наполнителей
64536. Теории происхождения государства и права 36 KB
  Изучение процесса происхождения государства и права имеет не только теоретическое. Изучение процесса происхождения государства и права позволяет понять социальную сущность государства установить место и роль государства в жизни общества.
64537. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ СТРАН АЗИИ И АФРИКИ. ЯПОНИЯ В 20—30-е ГОДЫ 20.88 KB
  Влияние войны и революции в России на страны Азии и Африки. В зоне военных действий оказались страны Ближнего Востока в армиях Антанты участвовали солдаты ряда колоний. Страны Азии и Африки составляли важный резерв сырья и продовольствия а также рабочей силы.
64538. ОБЩЕТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 66.5 KB
  Под безопасностью понимают состояние деятельности при котором с достаточной вероятностью исключено проявление опасностей или отсутствие явной опасности. Количественной оценкой опасности служит риск который определяется как частота или вероятность появления...
64539. Возникновение понятия «маркетинг». Исторические концепции маркетинга 69.87 KB
  Суть концепции Любой товар будет пользоваться спросом если он доступен по цене и широко представлен на рынке. Особенности концепции Деятельность фирмы ориентирована только на возможности производства не на потребности общества.
64540. Правовой статус Великого княжества Финляндского(ВКФ) и Царства Польского (ЦП) на этапе вхождения данных территорий в состав Российской империи 18.47 KB
  На момент вступления ВКФ в состав РИ финский этнос представлял собой малый молодой крестьянский этнос изза гнета Швеции национальная элита так и не сформировалась население исповедовало лютеранство что объясняло почти 100 грамотность населения...
64541. Основа национальной политики царизма и ее особенности на рубеже XIX – XX веков 54 KB
  На протяжении всей истории, Россия руководствовалась 6 принципами национальной политики, которые выражаются в: сотрудничестве с национальными элитами и стремление растворить...
64542. Система права. Отрасль права, правовой институт, норма права 27.5 KB
  С давних времен существует деление права на публичное и частное. Публичное право регулирует отношения, в которых хотя бы одной из сторон является государство.
64543. Индивидуальный пошив – удобно, качественно и очень красиво 51 KB
  Индивидуальный пошив одежды на заказ сейчас выбирает все больше и больше людей. И дело не только в индивидуальном стиле и высоком качестве, но и в цене пошива.