- •Кафедра металлургии и литейного производства
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы Содержание дисциплины по гос
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (150 ч)
- •Раздел 1. Методология
- •Раздел 2. Техническая база
- •Раздел 3. Пассивный эксперимент (32 ч)
- •4.2. Дробный факторный эксперимент (12 ч )
- •2.2. Тематические планы дисциплины Тематический план дисциплины для студентов очно – заочной формы обучения
- •Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Стркуктурно – логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании дот
- •2.5. Практический блок
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •Раздел 1. Методология и выбор методики научного исследования
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 2. Техническая база экспериментальных исследований
- •Газового хроматографа лхм-8мд
- •Методы автоматического контроля влажности формовочных и стержневых смесей
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 3. Пассивный эксперимент
- •Тема 1. Корреляционный анализ данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Регрессионный анализ экспериментальных данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Дисперсионный анализ данных
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Комплексный компьютерный анализ результатов опытов
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Данные для двумерного статистического анализа
- •Вставка | столбцы
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 4. Активный эксперимент
- •Тема 5. Полный факторный эксперимент
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 6. Дробный факторный эксперимент
- •Первая полуреплика пфэ типа 23
- •Вторая полуреплика пфэ типа 23
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 7. Факторные эксперименты высокого порядка
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 5. Поисковые методы оптимизации
- •Тема 8. Одно- и многофакторная оптимизация
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 9. Оптимизация методом крутого восхождения по поверхности отклика
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 10. Симплексный метод оптимизации
- •Вопросы для самопроверки
- •Глоссарий
- •3.4. Технические и программные средства обеспечения дисциплины
- •3.4.1. Описание компьютерных программ для выполнения лабораторных работ
- •3.4.2. Перечень расчётных программ
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Данные плавочного контроля
- •Лабораторная работа №2 Применение регрессионного анализа данных
- •Выбор исходных данных в лабораторных работах
- •Лабораторная работа №3 Применение дисперсионного анализа
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Результаты испытаний образцов двух серий плавок в и г
- •Методика выполнения работы
- •Лабораторная работа №4
- •Лабораторная работа №5 Обработка и анализ результатов полного факторного эксперимента с построением математической модели объекта
- •Краткое теоретическое содержание
- •Значение степени десульфурации стали у, % в двух параллельных опытах (у, и у 2)
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Лабораторная работа №6
- •Лабораторная работа №7
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Лабораторная работа №8 Обработка и анализ результатов многоуровневого факторного эксперимента
- •Краткое теоретическое содержание
- •Методика выполнения работы
- •Контрольный пример
- •Решение
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Лабораторная работа № 9 Оптимизация методом крутого восхождения по поверхности отклика
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Методические указания к выполнению работы
- •Контрольный пример
- •Лабораторная работа №10 Моделирование процесса симплексной оптимизации
- •Краткое теоретическое содержание работы
- •Методические указания к выполнению работы
- •Контрольный пример
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на курсовую работу
- •4.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •Выполнение расчётов курсовой работы с использованием персонального компьютера
- •Сервис | анализ данных | регрессия
- •Требования к оформлению курсовой работы
- •Текущий контроль
- •4.3.1. Тренировочные тесты
- •Тест к разделу 1 “Методология и выбор методики научного исследования”
- •Вопрос 1. Что понимают под вычислительным экспериментом?
- •Вопрос 2. В чем заключается понятие “Методология науки” (научного исследования)?
- •Вопрос 3. Какова цель пассивного эксперимента?
- •Тест к разделу 4. “Активный эксперимент”
- •Вопрос 1. Какие технологические факторы включают в состав активного эксперимента?
- •Вопрос 2. Из каких соображений выбирают число уровней варьирования факторов?
- •Вопрос 3. Как выбирают интервал варьирования факторов при активном эксперименте?
- •Тест к разделу 5. Экспериментальные методы оптимизации
- •Вопрос 1. В чем заключается цель оптимизирующего эксперимента?
- •Вопрос 2. Почему в металлургии и литейном производстве поисковые методы оптимизации применяют чаще, чем аналитические (методы математического программирования)?
- •Вопрос 3. Нужна ли математическая основа для реализации поисковых методов оптимизации?
- •4.4. Итоговый контроль Вопросы для подготовки к сдаче зачета
- •Оглавление
- •191186, Санкт – Петербург, ул. Миллионная, д.5
Выбор исходных данных в лабораторных работах
Таблица 9
№№ работ |
Вид изменения исходных данных |
1, 2, 4 |
К каждому значению ударной вязкости испытуемых стальных образцов KCV, Дж / см2, прибавить сумму последней и предпоследней цифр шифра студента. |
3 |
К каждому значению относительного сужения поперечного сечения испытуемых образцов прибавить последнюю цифру шифра студента |
3
|
Если последняя цифра шифра чётная, то увеличивают дробную часть содержания кремния на сумму последней и предпоследней цифр шифра. При нечётной последней цифре шифра на ту же сумму уменьшают дрбную часть содержания марганца. |
5, 6 |
При той же основности шлака уменьшают на N / 5, % содержание в нём FeO и повышают на N х 10, °С, температуру, где N – последняя цифра шифра. |
7 |
Увеличивают на М, % содержание FeO в шлаке и снижают на М х 5, °С, температуру, где М – сумма последней и предпоследней цифр шифра. |
8 |
Если последняя цифра шифра чётная, то каждое значение прочности образцов сплава на растяжение σв, МПа, увеличивают на 5 х N , а при нечётной последней цифре шифра на столько же уменьшают. Здесь N –значение последней цифры шифра. |
9 |
В ячейку W2 таблицы Excel вместо нуля в контрольном примере вписывают произведение последней и предпоследней цифр, увеличенных на единицу. |
10 |
Цифры младших разрядов численных значений коэффициентов математической модели оптимизируемого объекта суммировать с последней цифрой шифра. |
Лабораторная работа №3 Применение дисперсионного анализа
Цель работы: показать на конкретном (контрольном) примере особенности выполнения дисперсионного анализа информации, представляющейся актуальной для рассматриваемой области..
Краткое теоретическое содержание работы
Пусть требуется подвергнуть дисперсионному анализу результаты испытаний на растяжение (относительное сужение поперечного сечения образцов как меры пластичности металла) образцов стали из десяти плавок, проведенных по технологиих1 = В, и из десяти плавок, проведенных по технологии х2 = Г (табл.2). Как видим, здесь входом х объекта является вид технологии плавки, обеспечивающий получение стали заданного химического состава и заданной температуры, но с помощью различных технологических приёмов.
Вводим следующие условные обозначения:
- общее отклонение текущего значения данной (i – й) плавки от общего среднего ;
- доля общего отклонения , обусловленная закономерным влиянием вида технологии выплавки стали:
- для группы плавок №1…10 имеем
;
для группы плавок №11…20
.
Таблица 10
Результаты испытаний образцов двух серий плавок в и г
Технология В |
Технология Г | ||
№ плавки |
, % |
№ плавки |
, % |
1 |
32 |
11 |
30 |
2 |
24 |
12 |
32 |
3 |
25 |
13 |
36 |
4 |
28 |
14 |
34 |
5 |
24 |
15 |
35 |
6 |
25 |
16 |
34 |
7 |
32 |
17 |
30 |
8 |
30 |
18 |
28 |
9 |
27 |
19 |
35 |
10 |
23 |
20 |
36 |
Среднее в = 27 |
Среднее г = 32 |
В то же время, доля общего отклонения , обусловленная случайным воздействием остальных факторов:
- для группы плавок №1…10 ;
- для группы плавок №11…20; .
При этом
.
Далее необходимо вычислить суммы квадратов построчных отклонений:
где S – сумма квадратов общих отклонений ;S1 – сумма квадратов отклонений, обусловленных воздействием вида технологии; S2 – сумма квадратов отклонений, обусловленных случайными факторами (как известными, так ещё и неизвестными на данной стадии исследования).
Должно соблюдаться условие
S = S1 + S2.
Из найденных сумм квадратов отклонений далее требуется рассчитать соответствующие дисперсии:
- общую дисперсию ;
- дисперсию, обусловленную видом технологии выплавки стали ;
- дисперсию, обусловленную случайными факторами .
Здесь f, f1, f2 – числа степеней свободы.