Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu (Data Analysis and Design of Experiment): Bài 3 - PGS. TS. Trịnh Văn Dũng

Chia sẻ: Thu Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

48
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu (Data Analysis and Design of Experiment): Bài 3 - Xử lý sơ cấp số liệu thí nghiệm. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Một số khái niệm cơ bản, trình tự thực hiện, kiểm tra sự tương thích của mẫu với luật phân bố chuẩn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu (Data Analysis and Design of Experiment): Bài 3 - PGS. TS. Trịnh Văn Dũng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM Ệ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Ệ (Data Analysis and Design of Experiment) PGS. TS. Trịnh Văn Dũng Bộ môn: Quá trình và thiết bị CN Hóa – Sinh học – Thực phẩm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 trinhvandung190361 03.10.2017 2 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 1. Một số khái niệm cơ bản 2. Trình tự thực hiện 3. Kiểm ể tra sự tương thích của mẫu với luật phân bốố chuẩn ẩ 4. Ví dụ 03.10.2017 3 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 1. Một ộ số khái niệm ệ Xử lý sơ bộ kết quả đo và quan sát là: - Tiền đề để các bước xử lýý tiếp p theo đạt ạ hiệu ệ qquả cao - Cơ sở để xây dựng và sử dụng sự phụ thuộc thực nghiệm một cách chính xác - Cần sử dụng phương pháp phân tích thống kê một cách chính xác kết quả 03.10.2017 4 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 1. Một ộ số khái niệm ệ Nội dung: - Đánh giá độ tin cậy của dụng cụ, phương pháp, tay nghề - Loại L i bỏ saii sốố thô hô - Xác định khoảng tin cậy của số đo -Lập ập bảngg p phân bố xác suất: + Biến rời rạc: bảng phân phối xác suất + Biến liên tục: hàm phân bố xác suất - Kiểm tra sự tương thích của mẫu với luật phân bố chuẩn 03.10.2017 5 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 1. Một ộ số khái niệm ệ Cần thực hiện: - Tính các đặc trưng của đại lượng ngẫu nhiên - Kiểm ể định giả thiết ế thống ố kê - Kiểm định sự phù hợp kết quả đo với phân phối chuẩn và việc xác định các thông số phân phối: + Nếu giả thuyết này là không thể chấp nhận, cần xác định luật phân phối nào đó mà dữ liệu thực nghiệm tuân theo + Nếu Nế thỏa mãn giả thiết thi xửử lý theo luật l ật phân bố chuẩn ch ẩn 03.10.2017 6 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 1. Một ộ số khái niệm ệ Khi kiểm định giả thiết trong quá trình xử lý sơ bộ dữ liệu thực nghiệm, nhằm giải quyết các vấn đề sau: -Sàng lọc sai sốố thô (nhầm) ầ của các quan sát -Ước lượng độ tin cậy của các giá trị đo được Kiểm tra sự tương hợp giữa việc phân phối kết quả đo lường với -Kiểm luật phân phối chuẩn 03.10.2017 7 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2. Trình tự ự thực ự hiện ệ Thực hiện các bước sau: -Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phươngg p pháp p và người g thực ự hiện ệ -Số lần đo (cực tiểu) -Loại bỏ sai số thô -Xác Xác định khoảng tin cậy của phép đo -Lập bảng phân phối xác suất -Xây dựng đường phân bố 03.10.2017 8 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2. Trình tự ự thực ự hiện ệ 1.Tìm R = xMax – xMin  n khi n  100 2.Số khoảng biến đổi của chuỗi: k   1  3 , 221 log l n khi n  100 3. Chiều dài  của mỗi khoảng riêng từng phần theo công thức:   R k 4. Ghi lại chuỗi biến thể mỗi khoảng thu được, kiểm tra: n i i n 5. Xây dựng chuỗi biến rời rạc: - Bảng phân phối - Hàm phân phối 03.10.2017 9 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2. Trình tự ự thực ự hiện ệ 6. Xây dựng đồ thị tích lũy tần số - tần số ứng với bảng số 7. Tìm hàm pphân bố xác suất thựcự nghiệm g ệ trình bàyy trên đồ thịị 8. Xác định các đặc trưng xác suất của mẫu (Mode, Median): M0, Me 9.Tính các đại lượng còn lại: W  W  p i i 1 i 03.10.2017 10 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Để kiểm tra dụng cụ, phương pháp, tay nghề của nhân viên: -Dùng chuẩn χ2 (Khi bình phương) -Loại bỏ sai sốố của dụng cụ, hóa chất, ấ phương pháp, tay nghềề … Có thể kiểm tra bằng cách so sánh với các chuẩn: χ2 (Khi bình phương) -χ2 -Student 03.10.2017 11 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Kiểm tra bằng chuẩn χ2 : Cách tính χ2 cho mỗi mục đích kể trên là khác nhau: -Để kiểm định độ chính xác cách tính χ2 theo biểu thức thông thường; -Để Để kiể kiểm định đị h sự ttuân â theo th lluật ật phân hâ bố chuẩn, h ẩ χ22 títính h th theo Pearson; -Để kiểm định tính đồng nhất của dãy phương sai mẫu, χ2 tính theo Bartlet; Trong đó χ2 được tra từ một bảng 03.10.2017 12 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Độ chính xác được cung cấp bởi: -nhà sản xuất dụng cụ đo -phương pháp phân tích được sử dụng 2 fS Trong đó độ chính xác thực tế Sn thì:  2  n  2 Khi dùng chuẩn hai phía với xác suất P, tra bảng tìm  2 P vàà  2 P 0 , 5 0 , 5 2 2 03.10.2017 13 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Nếu 2 P  T2   2 P thì độ chính xác đạt yêu cầu 0,5 0,5 2 2 Ngược lại: T2   2 P thì độ chính xác không đạt yêu cầu; 0 , 5 2 2 P  T2 thì độ chính xác vượt trội độ chính xác yêu cầu; 0,5 2 03.10.2017 14 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Một cân phân tích có σ = ± 0,0002 g Sau một thời gia sử dụng, xác định được: Sn = S5 = ± 0,0008 g. Chiếc ế cân này đã bị coi là xuống ố cấpấ chưa, Nếuế chọn P trên 0,98? 03.10.2017 15 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Pearson đễ nghị cách kiểm định theo chuẩn χ2 khi tập hợp mẫu trong khoảng 50 ÷ 150 Xắp ắ xếpế các số ố đo theo thứ tự tăng dần: ầ x1 x2 .... xk n1 n2 .... nk ni Tính xác s ất pi  ác suất N   2 k ni  N pi  2 T i 1 N pi Tra χ2p, f ứng với f = k – 3 03.10.2017 16 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Nếu: χ2T < χ2p,f2 thì tập hợp mẫu tuân theo luật phân bố chuẩn; Nếu: χ2T > χ2p,f2 thi không tuân theo luật phân bố chuẩn;  0,01 0,05 0,1 0,5 0,9 0,95 0,99 f 1 0,0002 0,0039 0,0158 0,455 2,71 3,84 6,64 2 0,0201 0,103 0,211 1,39 4,61 5,99 9,21 3 0,115 0,352 0,584 2,37 6,25 7,81 11,3 4 0,297 0,711 1,06 3,36 7,78 9,49 13,3 5 0,554 1,15 1,61 4,35 9,24 11,1 15,1 6 0,872 , 1,64 , 2,2 , 5,35 , 10,6 , 12,6 , 16,8 , 7 1,24 2,17 2,83 6,35 12,0 14,1 18,5 8 1,65 2,73 3,49 7,34 13,4 15,5 20,1 9 2,09 3,33 4,17 8,34 14,7 16,9 21,7 10 2 56 2,56 3 94 3,94 4 87 4,87 9 34 9,34 16 0 16,0 18 3 18,3 23 2 23,2 11 3,05 4,57 5,58 10,3 17,3 19,7 24,7 12 3,57 5,23 6,3 11,3 18,5 21,0 26,2 13 4,11 5,89 7,04 12,3 19,8 22,4 27,7 14 4 66 4,66 6 57 6,57 7 79 7,79 13 3 13,3 21 1 21,1 23 7 23,7 29 1 29,1 15 5,23 7,26 8,55 14,3 22,3 25,0 30,6 03.10.2017 17 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Khi có k phương sai mẫu Si2 đánh số i = 1, 2, 3, ....., k Phương sai Si2 có số bậc tự do fi = ni – 1 Từ đó tính phương sai tái sinh Sts2 k  ii f S 2 Sts2  i 1 k Trong o g đó: f i 1 i k k f ts   f i   ni  k i 1 i 1 k f ts Sts2   f i Si2 i 1 03.10.2017 18 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.1 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Theo Bartlet:  k 2 2,303 f ts lg Sts   f i lg Si  2 T  2  i 1   B 1  k 1 1  C 1     3k  1  i 1 f i f ts  với bậc tự do f = k – 1 nếu fi > 2 Như vậy: χ2T < χ2p, f2 thì dãy phương sai mẫu ẫ là đồng ồ nhất,ấ tức là các phương sai mẫu thuộc cùng một phương sai tổng quát; χ2T < χ2p, p f2 thì dãyyp phươngg sai không g đồngg nhất;; 03.10.2017 19 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
XỬ LÝ SƠ CẤP SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM 190361 2.1.2 Kiểm tra dụng ụ g cụ, ụ, p phương gppháp p … đo Kiểm tra bằng chuẩn Student: 1) Từ bảng số liệu tính x và Mx x Mx 2) Tính chuẩn Student: tT   n. Sx 3) Tra t,f f 4) Kết luận kiểm tra 03.10.2017 20 Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu MS: CH3309 21:03 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt