Простейшие способы обработки опытных данных
Ошибка составляет: Σ (Δ Si)2 = 0,012 + 0,012 =
0,0002 .
Способом наименьших квадратов подберем степенную
функцию
вида S = A*tq , отвечающую таблице 1.
Составим вспомогательную таблицу:
K
|
xk
= lg Sk
|
xk2
|
yk
= lg Sk
|
xk
* yk
|
1
|
1,5441
|
2,3842
|
1,0000
|
1,5441
|
2
|
1,6021
|
2,5667
|
0,9248
|
1,4816
|
3
|
1,6532
|
2,7331
|
0,8579
|
1,4183
|
4
|
1,6990
|
2,8866
|
0,7987
|
1,3570
|
5
|
1,7404
|
3,0290
|
0,7451
|
1,2968
|
6
|
1,7782
|
3,1620
|
0,6955
|
1,2367
|
7
|
1,8129
|
3,2866
|
0,6503
|
1,1789
|
8
|
1,8451
|
3,4133
|
0,6085
|
1,1227
|
∑
|
13,6748
|
23,4516
|
6,2808
|
10,6362
|
Получаем систему уравнений:
13,6748*q
+ 8*lgA = 6,2808
,
23,4516*q +
13,6748*lgA = 10,6362
.
Решение этой системы q = -1,3 , A = 1017 .Таким образом,
искомая
степенная функция имеет вид S = 1017*t –1,3 .
T
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
70
|
S
|
10
|
8,42
|
7,22
|
6,29
|
5,56
|
4,96
|
4,48
|
4,06
|
Ошибка составляет: Σ (Δ Si)2 = 0,012 + 0,012
+0,012= 0,0003 .
Способом наименьших квадратов подберем показательную
функцию S = A*ect, отвечающую таблице 1.
Составим вспомогательную таблицу:
K
|
T
|
t2
|
y=lgSk
|
T*y
|
1
|
35
|
1225
|
1,0000
|
35,0000
|
2
|
40
|
1600
|
0,9248
|
36,9920
|
3
|
45
|
2025
|
0,8379
|
38,6055
|
4
|
50
|
2500
|
0,7987
|
39,9350
|
5
|
55
|
3025
|
0,7451
|
40,9805
|
6
|
60
|
3600
|
0,6955
|
41,7300
|
7
|
65
|
4225
|
0,6503
|
42,2695
|
8
|
70
|
4900
|
0,6085
|
42,5950
|
∑
|
420
|
23100
|
6,2808
|
318,1075
|
Получаем систему уравнений:
420*c*lg e + 8*lg A = 6,2808
,
23100*c*lg e + 420*lg A = 318,1063
.
Решение этой системы c = - 0,026 , A = 23,27 .Таким образом,
искомая показательная функция имеет вид S = 23,27 * e – 0,026*t
.
T
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
70
|
S
|
9,39
|
8,25
|
7,25
|
6,37
|
5,59
|
4,91
|
4,32
|
3,79
|
Ошибка составляет:
Σ
(Δ Si)2
= 0,3721 + 0,0256 + 0,0016 + 0,0064 + 0,0009 + 0,0025 +
+ 0,0729 = 0,5045.
Таким образом, кривую ВС для заданных значений t и S
(таблица 1) наиболее точно описывает степенная функция вида
S = A*tq , найденная с помощью способа средних.
2.2.Применение простейших способов обработки опытных
данных
к физической модели .
Задача 2. На рисунке 2 представлена индикаторная
диаграмма
дизельного двигателя
Рис.2
Адиабата ВС соответствует значениям таблицы 2:
T
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
S
|
35
|
20,66
|
14,21
|
10,64
|
8,39
|
6,87
|
5,77
|
4,95
|
4,32
|
Адиабата AD соответствует значениям таблицы 3:
T
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
S
|
35
|
13,73
|
7,94
|
5,39
|
3,99
|
3,12
|
2,53
|
2,11
|
1,8
|
1,56
|
Требуется с помощью способа средних и способа наименьших
квадратов для адиабат AD и BC найти такие функции, графики которых
наиболее приближены к данным точкам.
Рассмотрим адиабату ВС.
Способом средних подберем функцию вида S = A*tq , отвечающую
таблице 2. Уклонения имеют вид δ`= lg A + q*lg t – lg S.Подставив
конкретные значения S и t, получим:
δ`1= lg A +
0,6021*q – 1,5441 ,
δ`2= lg A +
0,7782*q – 1,3151 ,
δ`3= lg A +
1,9031*q – 1,1526 ,
δ`4= lg A +
1,0000*q – 1,0269 ,
δ`5= lg A +
1,0792*q – 0,9238 ,
δ`6= lg A + 1,1461*q – 0,8370 ,
δ`7= lg A + 1,2041*q
– 0,7612 ,
δ`8= lg A +
1,2553*q – 0,6946 ,
δ`9= lg A + 1,3010*q – 0,6355 .
Приравняв нулю сумму уклонений по этим двум группам, получим
систему уравнений для определения параметров А и q:
5*lg A + 4,3626*q = 5,9625
,
4*lg A
+ 4,9065*q = 2,9283
.
Решение этой системы q = -1.3 , A = 212.22 .Таким
образом, искомая
степенная функция имеет вид S = 212.22*t – 1,3
.
T
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
S
|
35
|
20,66
|
14,22
|
10,64
|
8,39
|
6,87
|
5,77
|
4,95
|
4,32
|
Ошибка составляет: Σ (Δ Si)2 = 0,012 = 0,0001 .
Способом наименьших квадратов подберем функцию вида S = A*tq , которая отвечает таблице 2.
Составим вспомогательную таблицу:
K
|
xk
= lg tk
|
xk2
|
yk
= lg Sk
|
xk*yk
|
1
|
0,6021
|
0,3625
|
1,5441
|
0,9297
|
2
|
0,7782
|
0,6056
|
1,3151
|
1,0234
|
3
|
0,9031
|
0,7028
|
1,1526
|
1,0412
|
4
|
1,0000
|
1,0000
|
1,0269
|
1,0269
|
5
|
1,0792
|
1,1647
|
0,9238
|
0,9970
|
6
|
1,1461
|
1,3135
|
0,8370
|
0,9593
|
7
|
1,2041
|
1,4499
|
0,7612
|
0,9166
|
8
|
1,2553
|
1,5758
|
0,6946
|
0,8710
|
9
|
1,3010
|
1,6926
|
0,6355
|
0,8268
|
∑
|
9,2690
|
9,9802
|
8,8907
|
8,5928
|
Получаем систему уравнений:
9,2690*q + 9*lgA=8,8907
,
9,9802*q + 9,2690*lgA=8,5928
.
Решение этой системы q = -1,3 , A = 212,21 .Таким образом, искомая
степенная функция имеет вид S = 212,21*t –1,3 .
T
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
14
|
16
|
18
|
20
|
S
|
35
|
20,66
|
14,22
|
10,65
|
8,39
|
6,87
|
5,77
|
4,95
|
4,31
|
Ошибка составляет: Σ (Δ Si)2 = 0,012 + 0,012
= 0,0002 .
Способом наименьших квадратов подберем функцию
вида
S = A*ect, отвечающую таблице 2.
Составим вспомогательную таблицу:
K
|
t
|
t2
|
y =
lg Sk
|
T * y
|
1
|
4
|
16
|
1,5441
|
6,1764
|
2
|
6
|
36
|
1,3151
|
7,8906
|
3
|
8
|
64
|
1,1526
|
9,2232
|
4
|
10
|
100
|
1,0269
|
10,2690
|
5
|
12
|
144
|
0,9238
|
11,0856
|
6
|
14
|
196
|
0,8370
|
11,7180
|
7
|
16
|
256
|
0,7612
|
12,1792
|
8
|
18
|
324
|
0,6946
|
12,5028
|
9
|
20
|
400
|
0,6355
|
12,7100
|
∑
|
108
|
1536
|
8,8907
|
93,7548
|
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
|