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:

Понятие и структура детской инвалидности
Число детей с отклонениями в развитии, поведении, с трудностями в обучении, общении, детей с различными патологическими состояниями (неврозы, психопатии, органические поражения центральной нервной системы и т. д.) неуклонно возрастает, и к этому есть ряд причин. Нарушения различны по этиологии, пат ...

Изучение особенностей интеллекта у младших школьников, воспитывающихся в семье и в условиях учреждений интернатного типа
Цель: изучение особенностей социального интеллекта младших школьников, воспитывающихся в условиях учреждения интернатного типа. Задачи: 1. Подобрать комплекс методик для изучения особенностей интеллекта младших школьников. 2. Изучить особенности интеллекта младших школьников, воспитывающихся в усло ...

Сущность воспитательного процесса
Целостный педагогический процесс прежде всего представлен двумя его взаимообусловленными частями: воспитанием и обучением. Как отдельная составляющая педагогического процесса воспитание на теоретическом уровне было выделено немецким педагогом И.Ф. Гербартом, который в начале XIX в. выпустил в свет ...