Полные факторные планы испытаний

Приведенные в табл. 1 и 2 матрицы планирования обладают свойствами ортогональности, симметричности и нормировки.

Свойство симметричности относительно центра опыта заключается в том, что алгебраическая сумма элементов вектор-столбцов каждого из факторов равна нулю:

; ; . (4)

Условие нормировки подтверждается равенством суммы квадратов элементов каждого столбца числу опытов:

; . (5)

Свойство ортогональности определяется равенством нулю произведений любых двух вектор-столбцов:

;. (6)

Предполагается, что при перемножении элементов с одноименными знаками получаем , с разноименными .

Свойство ортогональности позволяет резко уменьшить трудоемкость вычислений коэффициентов регрессии, так как матрица нормальных уравнений становится диагональной, причем ее диагональные элементы равны числу испытаний , заданных матрицей ПФП.

Воспользуемся матрицей планирования (табл.1) для получения уравнения регрессии вида

. (7)

При вычислении оценок коэффициентов регрессии по формуле последовательно получим

Отсюда

; ;

; .

Таким образом, каждый из коэффициентов вычисляется независимо и по простой формуле, которая в общем случае имеет вид

. (8)

Поскольку все диагональные элементы матрицы ошибок равны между собой, каждая из оценок получена с одинаковой (и минимальной) дисперсией

, (9)

где – ошибка опыта.

Рассмотренные ПФП являются оптимальными в том смысле, что при их реализации для данного числа испытаний определитель матрицы ошибок минимален. Геометрически это означает, что сведен к минимуму объем эллипсоида рассеивания оценок параметров. Важным свойством полученных планов является также рототабельность, которая заключается в том, что точность предсказания значений выходной характеристики одинакова на равных расстояниях от центра плана и не зависит от направления.

Актуально о образовании:

Сущность самостоятельной работы студентов
Новые методы обучения основательно и фундаментально готовят студентов к самостоятельной работе не с отдельными параграфами и главами, а по учебному плану в целом, особенно с первоисточниками. Самостоятельная работа в новой методике не самоцель, а средство формирования самостоятельной личности студе ...

Возможности образовательной области «Художественное творчество» в развитие самостоятельности у детей младшего дошкольного возраста
Первые проявления самостоятельности усматриваются педагогами и психологами (Н.М. Аксарина, Б.Г. Ананьев, Р.С. Буре, Е.Н. Герасимо-ва, СМ. Кривина, М.И. Лисина и др.) в младшем дошкольном возрасте, который по определению А.Н. Леонтьева является периодом «первоначального фактического складывания личн ...

Первоначальное формирование личности человека
Целенаправленное формирование и развитие личности обеспечивает научно организованное воспитание. Современные научные представления о воспитании как процессе целенаправленного формирования и развития личности сложились в итоге длительного противоборства ряда педагогических идей. Уже в период среднев ...