Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
Теплоенергетичний факультет
Кафедра автоматизації проектування енергетичних процесів і систем
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
з дисципліни «Комп’ютерне моделювання»
Варіант № 20
Тема: Статистичне моделювання
Завдання:
Для наведеної задачі та таблиці даних по своєму варіанту (номер варіанту дорівнює 1.g, де g– остання цифра у номері студентського квитка +1.):
Перевірити дані на наявність помилок та виключити їх (обґрунтувати застосування методів виключення).
Побудувати гістограму по кожному стовпцю даних в таблиці.
Оцінити взаємний вплив характеристик, наведених в таблиці.
За допомогою методу найменших квадратів побудувати статичну модель, заданої таблицею даних варіанту (наведені нижче), лінійною функцією .
Оцінити адекватність моделі (середньоквадратична похибка, критерій Фішера) та значущість її параметрів.
Варіант № 1.4
Для мінімізації витрат на перевезення власник автопідприємства провів експеримент по встановленню залежності витрат палива на 100 км. від тиску в шинах автомобіля, ціни палива та ваги вантажу, що перевозиться. Результати експерименту наведені в таблиці 4. Вважаючи інші умови проведення перевезень однаковими, необхідно знайти залежність витрат на паливо від зазначених факторів.
Таблиця 4
Дані, отримані під час експерименту
№
Тиск в шинах, (атм.)
Вартість палива (грн.)
Вага вантажу, (т)
Витрати палива на перевезення на 100 км (грн.)
1
4,04
24,05
3,76
351,10
2
4,36
24,06
2,41
351,36
3
3,43
25,50
1,96
347,74
4
5,26
25,00
-,09
338,98
5
4,97
21,77
1,54
349,18
6
3,13
23,33
3,01
348,44
7
3,50
21,73
3,58
352,93
8
4,69
25,28
1,34
346,11
9
4,27
23,93
2,60
349,22
10
3,03
25,11
3,09
338,15
11
3,98
24,46
1,76
338,80
12
3,52
22,99
2,23
351,71
13
5,00
21,84
3,32
345,63
14
4,89
24,57
3,17
328,31
15
5,15
23,58
1,25
346,76
16
2,16
24,04
1,39
346,09
17
5,81
23,75
1,63
339,47
18
2,38
23,13
4,52
347,54
19
3,33
24,20
2,32
353,28
20
5,09
24,47
3,71
341,21
21
4,50
24,76
2,08
349,96
22
4,19
25,51
1,46
342,54
23
3,46
22,90
3,47
46,14
24
4,30
23,78
2,68
340,60
25
3,00
,45
3,34
352,95
26
2,44
23,93
2,77
3450,1
27
4,84
23,80
2,93
343,35
28
4,47
23,19
2,34
351,46
29
3,54
23,05
2,30
353,53
30
3,64
23,61
2,50
336,24
31
3,42
23,01
4,20
349,76
32
5,54
23,96
2,31
332,60
33
4,58
25,41
2,15
342,55
34
2,93
25,23
2,53
339,24
35
6,20
24,50
2,13
332,21
36
5,32
3,52
2,84
348,32
37
3,84
23,04
3,32
316,80
38
4,33
24,60
1,44
339,64
39
3,58
24,04
1,87
341,23
40
-3,88
22,65
2,09
347,90
41
4,68
22,95
2,28
349,13
42
4,26
23,24
4,22
336,21
43
4,69
23,27
3,70
346,00
44
2,73
23,72
2,71
3440,3
45
3,03
23,97
3,09
351,39
46
3,03
23,00
2,22
349,32
47
4,26
23,73
1,76
345,76
48
2,72
23,94
2,14
339,84
49
3,27
25,03
2,32
349,67
50
2,83
23,87
2,70
346,62
Хід Роботи:
Після того як було створено відповідну таблицю в Excel, потрібно видалити непотрібні дані. Для кожного стовпчика визначаємо можливі значення, і що не сильно виходять за межу допустимих значень. В результаті було прибрано рядки 4, 23, 25, 26, 36, 40 і 44. Після створення нормальної нумерації, таблиця має наступний вигляд:
№
Тиск в шинах, (атм.)
Вартість палива (грн.)
Вага вантажу, (т)
Витрати палива на перевезення на 100 км (грн.)
1
4,04
24,05
3,76
351,1
2
4,36
24,06
2,41
351,36
3
3,43
25,5
1,96
347,74
4
4,97
21,77
1,54
349,18
5
3,13
23,33
3,01
348,44
6
3,5
21,73
3,58
352,93
7
4,69
25,28
1,34
346,11
8
4,27
23,93
2,6
349,22
9
3,03
25,11
3,09
338,15
10
3,98
24,46
1,76
338,8
11
3,52
22,99
2,23
351,71
12
5
21,84
3,32
345,63
13
4,89
24,57
3,17
328,31
14
5,15
23,58
1,25
346,76
15
2,16
24,04
1,39
346,09
16
5,81
23,75
1,63
339,47
17
2,38
23,13
4,52
347,54
18
3,33
24,2
2,32
353,28
19
5,09
24,47
3,71
341,21
20
4,5
24,76
2,08
349,96
21
4,19
25,51
1,46
342,54
22
4,3
23,78
2,68
340,6
23
4,84
23,8
2,93
343,35
24
4,47
23,19
2,34
351,46
25
3,54
23,05
2,3
353,53
26
3,64
23,61
2,5
336,24
27
3,42
23,01
4,2
349,76
28
5,54
23,96
2,31
332,6
29
4,58
25,41
2,15
342,55
30
2,93
25,23
2,53
339,24
31
6,2
24,5
2,13
332,21
32
3,84
23,04
3,32
316,8
33
4,33
24,6
1,44
339,64
34
3,58
24,04
1,87
341,23
35
4,68
22,95
2,28
349,13
36
4,26
23,24
4,22
336,21
37
4,69
23,27
3,7
346
38
3,03
23,97
3,09
351,39
39
3,03
23
2,22
349,32
40
4,26
23,73
1,76
345,76
41
2,72
23,94
2,14
339,84
42
3,27
25,03
2,32
349,67
43
2,83
23,87
2,7
346,62
Тепер для кожного стовпчика створимо гістограму на основі його значень
/
Наступним кроком було обчислити кореляцію між ними.
Кореляція
Тиск в шинах, (атм.)
Вартість палива (грн.)
Вага вантажу, (т)
Витрати палива на перевезення на 100 км (грн.)
Тиск в шинах, (атм.)
1
-0,017304888
-0,178510987
-0,276756646
Вартість палива (грн.)
-0,017304888
1
-0,336100528
-0,209862353
Вага вантажу, (т)
-0,178510987
-0,336100528
1
-0,050787824
Витрати палива на перевезення на 100 км (грн.)
-0,276756646
-0,21
-0,050787824
1
Для створення статичної моделі, спочатку треба обчислити необхідні коефіцієнти після чого обрахувати передбачені значення.
Лінійні Коефіцієнти
Тиск в шинах, (атм.)
Вартість палива (грн.)
Вага вантажу, (т)
Витрати палива на перевезення на 100 км (грн.)
Лінійний коефіцієнт
-1,823659834
-2,253657907
-2,592108101
413,0299687
Передбачені значення
341,5004184
343,110348
343,096388
348,2766227
346,8496153
348,4569018
341,4568057
343,2901178
342,9514222
344,3792648
348,0273915
344,7949889
339,2011837
344,2597838
350,718192
341,4728798
346,4907016
345,6288366
337,9233515
341,7717
342,0156792
343,4045105
341,503784
344,9135546
347,7126737
345,8266825
344,6489193
340,4593922
339,9717976
343,9614436
337,8598843
345,0974448
343,740086
346,1620417
345,0195094
341,916734
341,6828208
345,5205923
349,2932245
345,2986448
348,1242323
343,913827
346,975607
Отримавши передбачені значення, можемо визначити адекватність моделі користуючись середньоквадратичною похибкою, критерієм Фішера та значущістю параметрів моделі.
Середньоквадратична
46,36308512
Критерій Фішера
2,435336624
F-критичне
4,327355622
Оцінка моделі
t-крититичне
2,695102079
Індекс
0
1
2
3
?
6,809044362
0,909848168
0,933444571
0,825190081
t-критерій Стьюдента
378,8154682
2,163058046
1,929401745
1,380206193
Значущість параметра
Значущий
Незначущий
Незначущий
Незначущий
Висновок: В результаті аналізу адекватності моделі, досліджено, що вона не є підходящою для цих даних через слабку кореляцію між стовпцями, великою середньоквадратичною похибкою, значенням критерія Фішера менше від критичного і незначущістю всіх параметрів моделі.