Разработка физической модели оптического датчика частоты вращения с математическим обоснованием

Дипломная работа - Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика



моделей ,то лучшей считается модель, для которой Храсч. минимально.

Критерий согласия Романовского rрасч должен быть rрасч < 3. Лучшей считается модель, для которой значение rрасч наименьшее.

При оценке адекватности по критерию Колмогорова ? также должно соблюдаться условие:

Где ?? - критическое (табличное) значение критерия, соответствующее уровню значимости ?.

.

Кроме указанных критериев также обязательно учитывать физические закономерности формирования исследуемого процесса.

Порядок расчета. Отредактировать файл WMM1.DAT следующим образом: Записать в первой строчке наименование изучаемого распределения наработки до отказа. Далее со следующей строки записать результаты эксперимента. Клавишей F2 сохранить исходные данные и запустить файл WMM1.EXE на выполнение.

На первом этапе производим расчет выборки в диалоговом окне в следующем порядке:

.Выбрать оптимальную ширину интервала ?Х. Принимаем ?Х=0,5.

2.Выбрать границы интервалов и кратные ширине интервала. Принимаем и .

.Выбрать уровень значимости ?=0,05 или ?=0,1.

4.Проанализировать результаты распределения частот ni в каждом интервале.

На втором этапе последовательно произвести расчет параметров каждой из четырех рассматриваемых вероятностных математических моделей.

При помощи клавиши 1 выбираем нормальный закон распределения, просматриваем результаты расчета, и, если требуется продолжаем расчет, нажимая клавишу 1, а если нет в этом необходимости, то нажимаем клавишу 2;

Далее аналогично производим расчет параметров трех оставшихся законов распределения - логарифмический нормальный (клавиша 2), Вейбула (клавиша 3), экспонециального (клавиша 4).

Результаты расчета находятся в файле WMM1.rez (Приложение 1)

Результаты расчёта

Характеристика оптического датчика частоты вращения

Экспериментальные данные:

.90 4.40 4.40 4.40 4.50

.60 4.70 4.80 4.80 4.80

.80 4.90 4.90 5.00 5.00

.00 5.00 5.20 5.30 5.30

.70 6.00

Объем выборки N: 22

Ширина интервала: 0.50

Число интервалов группирования признака: 4

Значение уровня значимости: 0.05

Интервал Хср ni mi F(Xi)э f(Xi)э

.00.. 4.50 4.25 4 0.18 0.182 0.364

.50.. 5.00 4.75 12 0.55 0.727 1.091

.00.. 5.50 5.25 3 0.14 0.864 0.273

.50.. 6.00 5.75 2 0.09 0.955 0.182

Числовые характеристики распределения:

Среднее значение: 4.60

Размах вариаций: 2.00

Среднее квадратичное отклонение: 0.47

Коэффициент вариации: 0.10

Критерий Стьюдента: 2.084

Точность оценки математического ожидания:

абсолютная 0.209

относительная 0.045

Доверительный интервал: 4.39< M(X) < 4.81

Нормальный закон распределения

Среднее значение: 4.60

Среднее квадратичное отклонение: 0.47

Интервал f(Xi) P(Xi) F(Xi)

.00.. 4.50 0.641 0.320 0.320

.50.. 5.00 0.807 0.403 0.585

.00.. 5.50 0.329 0.164 0.892

.50.. 6.00 0.043 0.022 0.885

Значение Хи-квадрат: 7.39

Значение критерия согласия Колмогорова: 0.67

Логарифмически-нормальный закон

Среднее значение: 1.50

Среднее квадратичное отклонение: 0.63

Интервал f(Xi) P(Xi) F(Xi)

.00.. 4.50 0.148 0.074 0.074

.50.. 5.00 0.132 0.066 0.248

.00.. 5.50 0.116 0.058 0.785

.50.. 6.00 0.101 0.051 0.914

Значение Хи-квадрат: 83.06

Значение критерия согласия Колмогорова: 2.25

Закон Вейбулла

ср = 1.58= 0.09= 13.79= 5.07

Значение несмещённой оценки b^: 12.806

Значение оценки математического ожидания М(Х): 5.47

Интервал f(Xi) P(Xi) F(Xi)

.00.. 4.50 0.28 0.142 0.142

.50.. 5.00 0.76 0.379 0.561

.00.. 5.50 0.80 0.399 1.126

.50.. 6.00 0.07 0.037 0.901

Значение Хи-квадрат: 7.38

Значение критерия согласия Колмогорова: 1.23

Экспоненциальный закон

Среднее значение X: 6.18

Значение Лямбда: 0.16

Интервал f(Xi) P(Xi) F(Xi)

.00.. 4.50 0.0813 0.0407 0.0407

.50.. 5.00 0.0750 0.0375 0.2193

.00.. 5.50 0.0692 0.0346 0.7619

.50.. 6.00 0.0638 0.0319 0.8955

Значение Хи-квадрат: 171.10

Значение критерия согласия Колмогорова: 2.38(Xi) - дифференциальная функция распределения(Xi) - вектор теоретических частостей

F(Xi) - интегральная функция распределения

Результаты расчета сводим в таблицу 1.3

математический модель датчик зажигание

Таблица 3

НормальныйЛогарифмически- нормальныйВейбуллаЭкспоненциальныйКоэффициент размаха вариации Vx0,103 -

Число степеней свободы ?:

Где K - количество интервалов.

S - число параметров вероятностной математической модели (для экспоненциального распределения S=1, для других математических моделей S=2)

На основании таблицы можно сделать вывод что наши экспериментальные данные соответствуют вероятностной математической модели распределения - нормального закона распределения. Т. К. значения коэффициентов размаха вариации для данного закона находятся в заданных пределах. И не отвергается ни по одному критерию (Пирсона, Колмогорова, Романовского).

Кумулята интегральной функции распределения (теоретические значения).

График интегральной функции распределения

Анализ полученных результатов

В результате математической обработки результатов эксперимента было выявлено, что наиболее близко к экспериментальной характеристике, приближается нормальное распределение.

Для данного закона распределения дифференциальная функция имеет следующий вид:

Выражение для определения значений интегрально