- •Глава 8. Организация эксперимента при моделировании многокомпонентных систем
- •8.1 Общие положения
- •8.2 Типы симплексных решеток и планов экспериментов для построения математических моделей 1-4 степеней
- •Обозначение компонентов и откликов в экспериментах
- •Матрица симплекс-решётчатого плана эксперимента второго порядка ({3,2} решетка, первые 6 опытов) и неполного третьего порядка ({3,3*} решетка, 7 опытов).
- •Матрица симплекс-решетчатого плана эксперимента третьего порядка ({3,3} решетка).
- •Матрица симплекс-решетчатого плана эксперимента четвертого порядка ({3,4} решетка).
- •8.3 Формулы и правила расчета коэффициентов моделей 1-4 степеней
- •8.4 Проверка адекватности математических моделей
- •8.5 Планирование эксперимента при исследовании свойств многокомпонентных систем в ограниченной области изменения концентраций компонентов
- •План и результаты эксперимента
- •8.6 Построение изолиний изучаемых свойств на симплексе
- •8.6.1 Описание программы «Симплекс» для расчётов на пэвм и построение изолиний
- •Кнопки управления:
- •Кнопки управления:
- •8.7 Пример расчётов и построение изолинии на пэвм
- •План-матрица и результаты эксперимента на смесях
- •8.8 Вопросы для самоконтроля
Матрица симплекс-решетчатого плана эксперимента третьего порядка ({3,3} решетка).
№ опыта |
Концентрация компонентов, дол.ед. |
Отклик |
||
х1 |
х2 |
х3 |
||
1 |
1 |
0 |
0 |
y1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
y2 |
3 |
0 |
0 |
1 |
y3 |
4 |
2/3 |
1/3 |
0 |
y112 |
5 |
1/3 |
2/3 |
0 |
y122 |
6 |
0 |
2/3 |
1/3 |
y223 |
7 |
0 |
1/3 |
2/3 |
y233 |
8 |
2/3 |
0 |
1/3 |
y113 |
9 |
1/3 |
0 |
2/3 |
y133 |
10 |
1/3 |
1/3 |
1/3 |
y123 |
Таблица 8.4
Матрица симплекс-решетчатого плана эксперимента четвертого порядка ({3,4} решетка).
№ опыта |
Концентрация компонентов, дол. ед. |
Отклик |
||
х1 |
х2 |
х3 |
||
1 |
1 |
0 |
0 |
y1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
y2 |
3 |
0 |
0 |
1 |
y3 |
4 |
1/2 |
1/2 |
0 |
y12 |
5 |
1/2 |
0 |
1/2 |
y13 |
6 |
0 |
1/2 |
1/2 |
y23 |
7 |
3/4 |
1/4 |
0 |
y1112 |
8 |
1/4 |
3/4 |
0 |
y1222 |
9 |
0 |
3/4 |
1/4 |
y2223 |
10 |
0 |
1/4 |
3/4 |
y2333 |
11 |
3/4 |
0 |
1/4 |
y1113 |
12 |
1/4 |
0 |
3/4 |
y1333 |
13 |
1/2 |
1/4 |
1/4 |
y1123 |
14 |
1/4 |
1/2 |
1/4 |
y1223 |
15 |
1/4 |
1/4 |
1/2 |
y1233 |
8.3 Формулы и правила расчета коэффициентов моделей 1-4 степеней
Ниже приведены формулы для расчёта коэффициентов полиномиальных моделей разных степеней.
Линейная модель.
, (8.2)
bi = yi . (8.3)
Модель второй степени:
, (8.4)
bi = yi. (8.5)
bij = 4yij – 2yi – 2yj. (8.6)
Неполная кубическая модель.
; (8.7)
bi = yi; (8.8)
bij = 4yij – 2yi – 2yj; (8.9)
bijk = 27yijk – 12(yij + yik + yjk) + 3(yi + yj + yk). (8.10)
Кубическая модель.
(8.11)
bi = yi; (8.12)
bij = 9/4 (yiij + yijj – yi – yj); (8.13)
ij = 9/4 (3 yiij – 3yijj – yi + yj); (8.14)
bijk = 27yijk – 27/4 (yiij + yijj + yikk + yjjk + yiik + yjkk)+
+ 9/2(yi + yj + yk). (8.15)
Модель четвёртой степени.
(8.16)
bi = yi; (8.17)
bij = 4yij – 2yi – 2yj ; (8.18)
ij = 8/3 (– yi + 2yiiij – 2yijjj + yj); (8.19)
ij = 8/3 ( yi + 4yiiij – 6yij + 4yijjj- yj); (8.20)
biijk = 32 (3yiijk – yijjk – yijkk) + 8/3 (6yi – yj – yk) – 16 (yij +
+ yik) – 16/3 (5yiiij + 5yiiik – 3yijjj – 3yikkk – yjjjk – yjkkk); (8.21)
bijjk = 32 (3yijjk – yiijk – yijkk) + 8/3 (6yj – yi – yk) – 16 (yij +
+ yjk) – 16/3 (5yijjj + 5yjjjk – 3yiiij – 3yjkkk – yiiik – yikkk); (8.22)
bijkk = 32 (3yijkk – yiijk – yijjk) + 8/3 (6yk – yi – yj) – 16(yik +
+ yjk) – 16/3(5yikkk + 5yjkkk – 3yiiik – 3yjjjk – yiiij – yijjj); (8.23)
bijkl = 256yijkl – 32 (yiijk + yiijl + yijjk + yijjl + yjjkl + yijkk +
+ yikkl + yjkkl + yijll + yjkll + yikll) + 32/3 (yiiij + yiiik + yiiil +
+ yijjj + yjjjk + yjjjl + yikkk + yjkkk + ylkkk + yilll + yjlll + yklll). (8.24)