Вероятностно-статистический анализ расходных характеристик технологического оборудования
Анализ "мгновенных" и итоговых гистограмм случайной величины. Очистка исходных данных с помощью гистограмм и по правилу "трёх сигм". Выравнивание статистического распределения нормальным законом и проверка справедливости выравнивания по критерию Пирсона.
Рубрика | Математика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 15.04.2012 |
Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
3
Размещено на http://www.allbest.ru/
СОДЕРЖАНИЕ
1. Анализ “мгновенных” и итоговых гистограмм случайной величины ?W. Очистка исходных данных ДW с помощью гистограмм и по правилу “трёх сигм”
2. Выравнивание статистического распределения СВ ДW нормальным законом и проверка справедливости этого выравнивания по критерию ч2 Пирсона
3. Выравнивание статистического распределения СВ ДW нормированным нормальным законом и проверка справедливости этого выравнивания по критерию ч2 Пирсона
4. Аппроксимация статистического распределения ДW(ДП) функциями вида: ДW(ДП)=а+bДП; ДW(ДП)=аДПb; ДW(ДП)=аеbДП. Определение параметров аппроксимирующих функций
5. Мониторинг точечной оценки удельного электропотребления ?W по выборкам. Определение оптимального значение ?Wопт(?П), при ?П=?Пср
6. Мониторинг интервальной оценки удельного электропотребления ?W по выборкам. Определение диапазона регулирования активной мощности ?Ррег(?П), при ?П=?Пср
Литература
1. Анализ “мгновенных” и итоговых гистограмм случайной величины ?W. Очистка исходных данных ДW с помощью гистограмм и по правилу “трёх сигм”
гистограмма случайный величина
Исходные данные выборки 1.
?W-N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р-N,м3/ч |
?W, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р,м3/ч |
?W+N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р+N,м3/ч |
|
394 |
980 |
410 |
996 |
426 |
1012 |
|
457 |
815 |
473 |
831 |
489 |
847 |
|
516 |
832 |
532 |
848 |
548 |
864 |
|
301 |
650 |
317 |
666 |
333 |
682 |
|
571 |
579 |
587 |
595 |
603 |
611 |
|
462 |
750 |
478 |
766 |
494 |
782 |
|
389 |
886 |
405 |
902 |
421 |
918 |
|
458 |
732 |
474 |
748 |
490 |
764 |
|
477 |
728 |
493 |
744 |
509 |
760 |
|
434 |
962 |
450 |
978 |
466 |
994 |
Сортированные значения ?W, кВт•ч/тыс.м3 выборки 1 по возрастанию
301 |
317 |
333 |
389 |
394 |
405 |
410 |
421 |
426 |
434 |
|
450 |
457 |
458 |
462 |
466 |
473 |
474 |
477 |
478 |
489 |
|
490 |
493 |
494 |
509 |
516 |
532 |
548 |
571 |
587 |
603 |
Для построения гистограмм выборки разбиваем на интервалы (разряды), по следующей формуле:
(1.1)
где h-длина разряда; r-количество разрядов.
Находим длину разряда выборки 1:
Число значений, попавших в интервал:
Интервал ?W, кВт·ч/тыс.м3 |
301-361,4 |
361,4-421,8 |
421,8-482,2 |
482,2-542,6 |
542,6-603 |
|
Значения ni |
3 |
5 |
11 |
7 |
4 |
Анализ гистограммы 1:
1. По форме гистограмма относительно симметричная, островершинная;
2. Интервал наиболее частых значений (421,8ч482,2) кВт·ч/тыс.м3;
3. Диапазон разброса (301ч603) кВт·ч/тыс.м3.
Исходные данные выборки 2.
?W-N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р-N,м3/ч |
?W, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р,м3/ч |
?W+N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р+N,м3/ч |
|
400 |
866 |
416 |
882 |
432 |
898 |
|
419 |
997 |
435 |
1013 |
451 |
1029 |
|
454 |
762 |
470 |
778 |
486 |
794 |
|
499 |
631 |
515 |
647 |
531 |
663 |
|
444 |
661 |
460 |
677 |
476 |
693 |
|
398 |
735 |
414 |
751 |
430 |
767 |
|
460 |
660 |
476 |
676 |
492 |
692 |
|
381 |
879 |
397 |
895 |
413 |
911 |
|
376 |
889 |
392 |
905 |
408 |
921 |
|
417 |
829 |
433 |
845 |
449 |
861 |
Сортированные значения ?W, кВт•ч/тыс.м3 выборки 2 по возрастанию
376 |
381 |
392 |
397 |
398 |
400 |
408 |
413 |
414 |
416 |
|
417 |
419 |
430 |
432 |
433 |
435 |
444 |
449 |
450 |
451 |
|
454 |
460 |
470 |
476 |
476 |
486 |
492 |
499 |
515 |
531 |
Находим длину разряда выборки 2:
Число значений, попавших в интервал:
Интервал ?W, кВт·ч/тыс.м3 |
376-407 |
407-438 |
438-469 |
469-500 |
500-531 |
|
Значения ni |
6 |
10 |
6 |
6 |
2 |
Анализ гистограммы 2:
1. По форме гистограмма относительно симметричная, относительно плоская;
2. Интервал наиболее частых значений (376ч500) кВт·ч/тыс.м3;
3. Диапазон разброса (376ч531) кВт·ч/тыс.м3.
Исходные данные выборки 3.
?W-N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р-N,м3/ч |
?W, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р,м3/ч |
?W+N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р+N,м3/ч |
|
411 |
790 |
427 |
806 |
443 |
822 |
|
367 |
938 |
383 |
954 |
399 |
970 |
|
384 |
899 |
400 |
915 |
416 |
931 |
|
470 |
669 |
486 |
685 |
502 |
701 |
|
607 |
536 |
623 |
552 |
639 |
568 |
|
456 |
691 |
472 |
707 |
397 |
723 |
|
592 |
550 |
608 |
566 |
397 |
582 |
|
381 |
880 |
397 |
896 |
435 |
912 |
|
419 |
800 |
435 |
816 |
451 |
832 |
|
416 |
859 |
432 |
875 |
448 |
891 |
Сортированные значения ?W, кВт•ч/тыс.м3 выборки 3 по возрастанию
367 |
381 |
383 |
384 |
397 |
399 |
400 |
411 |
413 |
416 |
|
416 |
419 |
427 |
432 |
435 |
443 |
448 |
451 |
456 |
470 |
|
472 |
486 |
488 |
502 |
592 |
607 |
608 |
623 |
624 |
639 |
Находим длину разряда выборки 3:
Число значений, попавших в интервал:
Интервал ?W, кВт·ч/тыс.м3 |
367-421,4 |
421,4-475,8 |
475,8-530,2 |
530,2-584,6 |
584,6-639 |
|
Значения ni |
12 |
9 |
3 |
1 |
5 |
Анализ гистограммы 3:
1. По форме гистограмма несимметричная, относительно плоская;
2. Интервал наиболее частых значений (367ч475,8) кВт·ч/тыс.м3;
3. Диапазон разброса (367ч639) кВт·ч/тыс.м3.
Исходные данные выборки 4.
?W-N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р-N,м3/ч |
?W, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р,м3/ч |
?W+N, кВт•ч/тыс.м3 |
?Р+N,м3/ч |
|
361 |
1011 |
377 |
1027 |
393 |
1043 |
|
379 |
936 |
395 |
952 |
411 |
968 |
|
431 |
755 |
447 |
771 |
463 |
787 |
|
390 |
940 |
406 |
956 |
422 |
972 |
|
399 |
920 |
415 |
936 |
431 |
952 |
|
462 |
725 |
478 |
741 |
494 |
757 |
|
523 |
602 |
539 |
618 |
555 |
634 |
|
521 |
649 |
537 |
665 |
553 |
681 |
|
538 |
607 |
554 |
623 |
570 |
639 |
|
528 |
618 |
544 |
634 |
560 |
650 |
Сортированные значения ?W, кВт•ч/тыс.м3 выборки 4 по возрастанию
361 |
377 |
379 |
390 |
393 |
395 |
399 |
406 |
411 |
415 |
|
422 |
431 |
431 |
447 |
462 |
463 |
478 |
494 |
521 |
523 |
|
528 |
537 |
538 |
539 |
544 |
553 |
554 |
555 |
560 |
570 |
Находим длину разряда выборки 4:
Число значений, попавших в интервал:
Интервал ?W, кВт·ч/тыс.м3 |
361-402,8 |
402,8-444,6 |
444,6-486,4 |
486,4-528,2 |
528,2-570 |
|
Значения ni |
7 |
6 |
4 |
4 |
9 |
Анализ гистограммы 4:
1. По форме гистограмма несимметричная, двухвершинная;
2. Интервал наиболее частых значений (361ч444,6) и (528,2ч570) кВт·ч/тыс.м3;
3. Диапазон разброса (361ч570) кВт·ч/тыс.м3.
Очистка исходных данных СВ ДW по правилу “мгновенных” гистограмм
По итогам мгновенных гистограмм видно, что они не имеют грубых ошибок и локальных выбросов. Следовательно, все значения исходных выборок могут быть использованы в дальнейших расчетах.
Очистка исходных данных СВ ДW по правилу “трех сигм”
Для очистки исходных данных случайных величин W выборок с помощью правила трех сигм определяем: частоты Pi* СВ W, математическое распределение M(W), дисперсию D(W), среднеквадратичное отклонение у(W) для каждой выборки.
Частота распределения случайной величины
(1.2)
где ni-число раз, когда СВ ?W приняла значение ?Wi,
n-объем выборок.
Расчеты для выборки 1
Математическое ожидание:
M(?W)= (1.3)
Дисперсия:
(1.4)
Среднеквадратическое отклонение:
(1.5)
Интервал разброса:
M(?W)-3·у(?W)=457,3-3·71,1=244
M(?W)+3·у(?W)=457,3+3·71,1=670,6
Все значения выборки попали в интервал (244ч670,6) кВт·ч/тыс.м3.
Расчеты для выборки 2
Математическое ожидание:
Дисперсия:
Среднеквадратическое отклонение:
у (?W)=
Интервал разброса:
M(?W)-3·у(?W)=436,5-3·39,2=318,9
M(?W)+3·у(?W)=436,5+3·39,2=554,1
Все значения выборки попали в интервал (318,9ч554,1) кВт·ч/тыс.м3.
Расчеты для выборки 3
Математическое ожидание:
Дисперсия:
Среднеквадратическое отклонение:
Интервал разброса:
M(?W)-3·у(?W)=462,1-3·81,3=218,2
M(?W)+3·у(?W)=462,1+3·81,3=706
Все значения выборки попали в интервал (218,2ч706) кВт·ч/тыс.м3.
Расчеты для выборки 4
Математическое ожидание:
M(?W)=
Дисперсия выборки 4
Среднеквадратическое отклонение:
у (?W)=
Интервал разброса:
M(?W)-3·у(?W)=464,9-3·67,2=263,3
M(?W)+3·у(?W)=464,9+3·67,2=666,5
Все значения выборки попали в интервал (263,3ч666,5) кВт·ч/тыс.м3.
Построение итоговой гистограммы
Для построения итоговой гистограммы, необходимо определить какие выборки мы можем объединить. Для выборок с объемом n?30 для проверки гипотезы о равенстве двух центров распределений воспользуемся следующими формулами.
Наблюдаемое значение критерия:
(1.6)
где и - центры распределения (средние значения) соответственно выборок 1, 2:
и - оценки дисперсии:
(1.7)
Для определения zкрит необходимо определить функцию Лапласа по формуле:
(1.8)
где б -уровень значимости, принимаем б=0,05.
Таблица - Данные по выборкам
Выборка |
М(?W),кВт·ч/тыс.м3 |
D(?W),(кВт·ч/тыс.м3)2 |
n |
|
1 |
457,3 |
5053,7 |
30 |
|
2 |
436,5 |
1532,3 |
30 |
|
3 |
462,1 |
6612,9 |
30 |
|
4 |
464,9 |
4521,01 |
30 |
Для выборок 1 и 2
По формуле (1.6) определим наблюдаемое значение критерия
Определяем Функцию Лапласа по формуле (1.8)
=0,475
По найденному значению функции Лапласа и таблице находим :
=1,96
Т.к. zнабл <zкрит, гипотеза о равенстве двух центров распределения подтверждается, т.е. выборки можно объединить.
Примечание: для остальных выборок будет применяться одинаковое =1,96, т.к. =0,05 одинаково для всех выборок.
Аналогично выполняем проверку для выборок 1-3, 1-4, 2-3, 2-4, 3-4 Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица - Проверка гипотезы о равенстве двух центров распределения.
Выборки |
Наблюдаемые значения |
Критические значения |
Вывод по проверке гипотезы |
|
1-2 |
9,87 |
1,96 |
Условие выполняется |
|
1-3 |
0,24 |
1,96 |
Условие выполняется |
|
1-4 |
0,43 |
1,96 |
Условие выполняется |
|
2-3 |
1,55 |
1,96 |
Условие выполняется |
|
2-4 |
1,999 |
1,96 |
Условие не выполняется |
|
3-4 |
0,15 |
1,96 |
Условие выполняется |
По результатам расчета делаем вывод, что условие по проверке гипотезы выполняется для всех случаев, кроме выборок 2-4, поэтому объединяем выборки 1,3 и 4.
Таблица - отсортированные значения объединенных выборок
?W, кВт•ч/тыс.м3 |
||||||||||
301 |
317 |
333 |
361 |
367 |
377 |
379 |
381 |
383 |
384 |
|
389 |
390 |
393 |
394 |
395 |
397 |
399 |
399 |
400 |
405 |
|
406 |
410 |
411 |
411 |
413 |
415 |
416 |
416 |
419 |
421 |
|
422 |
426 |
427 |
431 |
431 |
432 |
434 |
435 |
443 |
447 |
|
448 |
450 |
451 |
456 |
457 |
458 |
462 |
462 |
463 |
466 |
|
470 |
472 |
473 |
474 |
477 |
478 |
478 |
486 |
488 |
489 |
|
490 |
493 |
494 |
494 |
502 |
509 |
516 |
521 |
523 |
528 |
|
532 |
537 |
538 |
539 |
544 |
548 |
553 |
554 |
555 |
560 |
|
570 |
571 |
587 |
592 |
603 |
607 |
608 |
623 |
624 |
639 |
Число значений, попавших в интервал:
Интервал ?W, кВт·ч/тыс.м3 |
301-368,6 |
368,6-436,2 |
436,2-503,8 |
503,8-571,4 |
571,4-639 |
|
Значения ni |
5 |
33 |
27 |
17 |
8 |
Анализ итоговой гистограммы:
1. По форме гистограмма относительно симметричная, островершинная;
2. Интервал наиболее частых значений (368,6ч436,2) кВт·ч/тыс.м3;
3. Диапазон разброса (301ч639) кВт·ч/тыс.м3.
2. ВЫРАВНИВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВ ДW ИТОГОВОЙ ВЫБОРКИ НОРМАЛЬНЫМ ЗАКОНОМ, ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ТАКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ КРИТЕРИЯ ч2 ПИРСОНА
Перед выравниванием выборки нормальным законом определяем: частоты Pi* интервалов случайных величин W, плотности распределения частот fi*(W), середины интервалов Wi , математическое ожидание для середин интервалов M(Wi), дисперсию D(Wi), среднеквадратичное отклонение у(Wi).
Закон нормального распределения случайной величины
(2.1)
где М(ДW) - математическое ожидание:
M(ДW)=; (2.2)
ДWi - значение середины разряда, кВт•ч/тыс.м3.
P*i-частота попадания в интервал,
(2.3)
где ni - количество значений, попавших в интервал; n - объем выборки.
Математическое ожидание:
Дисперсия:
(2.4)
,
Среднеквадратическое отклонение:
(2.5)
Значения нормального распределения случайной величины определяем по формуле (2.1):
Плотность распределения частот:
(2.6)
где h - длина разряда
Вероятность попадания значений в интервал:
(2.7)
Аналогично рассчитываем для остальных интервалов, результаты заносим в таблицу.
Таблица - Результаты выравнивания нормальным законом.
Разряды |
301-368,6 |
368,6-436,2 |
436,2-503,8 |
503,8-571,4 |
571,4-639 |
|
ni |
5 |
33 |
27 |
11 |
8 |
|
?Wi, кВт·ч/тыс.м3 |
334,8 |
402,4 |
470 |
537,6 |
605,2 |
|
Pi*(?W) |
0,056 |
0,37 |
0,3 |
0,19 |
0,089 |
|
f*(?W) |
0,00083 |
0,0055 |
0,0044 |
0,0028 |
0,0013 |
|
f(?W) |
0,0011 |
0,0039 |
0,0056 |
0,0033 |
0,00082 |
|
Pi(?W) |
0,074 |
0,26 |
0,38 |
0,22 |
0,055 |
Определяем координаты вершины гистограммы
(2.8)
Координаты точек перегиба:
(2.9)
(2.10)
Проверяем гипотезу о нормальном распределении СВ ДW, используя критерий ч2 Пирсона.
(2.10)
Определяем число степеней свободы:
k=r-н-1 (2.11)
где r-число разрядов, r=5;
н-число параметров проверяемого распределения, н=2.
k=5-2-1=2
коэффициент значимости б =0,05.
По таблице принимаем ч2кр = 6,0.
Так как ч2набл > ч2кр , то гипотеза о том, что СВ ДW распределена по нормальному закону не подтверждается.
3. ВЫРАВНИВАНИЕ СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВ ДW ИТОГОВОЙ ВЫБОРКИ НОРМИРОВАННЫМ НОРМАЛЬНЫМ ЗАКОНОМ, ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ТАКОГО ВЫРАВНИВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ КРИТЕРИЯ ч2 ПИРСОНА.
При нормированном нормальном законе с параметрами М(W) и (W) принимают М(W)=0 и (W)=1, тогда соответствующая нормированная СВ W будет равна:
(3.1)
На основании этого составим таблицу.
f*(z)= (3.2)
где -длина разряда,
( 3.3)
- частота попадания в интервал, берем из предыдущего пункта.
f(z)- значения нормированного нормального выравнивающего закона, определяется по таблице в зависимости от середины интервала zi.
zi= (zправ - zлев)/2
где zлев, zправ-левая и правая границы разрядов нормированной нормальной величины
(3.4)
Определяем вероятность попадания нормированной величины в данный интервал, она определяется с помощью функции Лапласа Фo(z)
Pi(zi<z<zi+1)=Фo(zi+1) - Фo(zi) (3.5)
Pi(-2,28<z<-1,34)=Фo(-2,28)-Фo(-1,34)= -0,4099- (-0,4887)= 0,0788
где Фo(zi), Фo(zi+1) - значения функции Лапласа, соответствующие концу и началу частичного интервала, найденные по таблице значений функции Лапласа.
(3.6)
Для всех интервалов расчёт ведётся аналогично, результаты расчетов заносим в таблицу.
Таблица - Результаты выравнивания нормированным нормальным законом.
Разряды W, кВт•ч/тыс.м3 |
301-368,6 |
368,6-436,2 |
436,2-503,8 |
503,8-571,4 |
571,4-639 |
|
Сер. разрядов W,кВт•ч/тыс.м3 |
334,8 |
402,4 |
470 |
537,6 |
605,2 |
|
Норм. середины разрядов, z |
-1,81 |
-0,940 |
-0,045 |
-0,851 |
1,746 |
|
Норм. границы разрядов, z |
-2,28ч-1,34 |
-1,34ч-0,4 |
-0,4ч0,54 |
0,54ч1,48 |
1,48ч2,42 |
|
fi(W) |
0,0775 |
0,2732 |
0,398 |
0,2396 |
0,0596 |
|
pi*(W) |
0,056 |
0,37 |
0,3 |
0,19 |
0,089 |
|
fi*(W) |
0,0596 |
0,3936 |
0,3192 |
0,2021 |
0,0947 |
|
pi(W) |
0,0788 |
0,2545 |
0,3608 |
0,2252 |
0,0616 |
Для нормированного закона исходя из условия, что
M(z)=0 и у(z)=1,
координаты вершины (M(z);f(z)):
(0;0,3989)
и координаты точек перегиба
(M(z)-у(z);f(z)), (-1; 0,242)
(M(z)+у(z);f(z)), (1;0,242)
f(z) находим из “Таблица значений функции
”.
Проверяем гипотезу о том, что СВ z распределении по нормированному нормальному закону распределению ч2набл < ч2крит .
(3.7)
Определяем число степеней свободы по формуле (2.11):
k=r-н-1
где r-число разрядов, r=5;
н-число параметров проверяемого распределения, н=2.
k=5-2-1=2
коэффициент значимости б =0,05.
По таблице принимаем ч2кр = 6,0.
Так как ч2набл > ч2кр , то гипотеза о том, что СВ ДW распределена по нормированному нормальному закону не подтверждается.
4. Аппроксимация статистического распределения ДW(ДП) функциями вида: ДW(ДП)=аДП-b; ДW(ДП)=аДПb; ДW(ДП)=аеbДП. Определение параметров аппроксимирующих функций
Линейная регрессия
Аппроксимация расходных характеристик ДW(ДП) линейной функции
(4.1)
С помощью следующих формул определим параметры a,b
(4.2)
(4.3)
Несмещенная оценка среднеквадратического отклонения
(4.4)
Степенная функция
Аппроксимация расходных характеристик ДW(ДП) степенной функцией
(4.5)
Для данной расходной характеристики параметры a,b определяются следующим образом
(4.6)
(4.7)
Несмещенная оценка дисперсии
(4.8)
Экспоненциальная функция
Аппроксимация расходных характеристик ДW(ДП) экспоненциальной функцией:
(4.9)
Исходя из метода наименьших квадратов, параметры a и b находятся по следующим выражениям:
(4.10)
(4.11)
Несмещенную оценку дисперсии экспоненциальной аппроксимирующей функции будем определять:
(4.12)
Результаты расчета заносим в таблицу.
Таблица - Результаты аппроксимации.
Аппроксимирующие функции |
а |
b |
S2 |
||
Линейная |
-0,3868 |
-772,24 |
2594,23 |
||
Степенная |
28329,53 |
-0,6188 |
2413,02 |
||
Экспоненциальная |
859,7 |
-0,0007892 |
2537,26 |
Наилучшей аппроксимирующей функцией является та, у которой несмещенная оценка среднеквадратического отклонения S2 минимальна. По результатам вычислений, занесенных в таблицу, видим, что наилучшей аппроксимирующей функцией является степенная функция . Строим полученную функцию.
5. Мониторинг точечной оценки удельного электропотребления ?W по выборкам. Определение оптимального значение ?Wопт(?П), при ?П=?Пср
Мониторинг точечной оценки удельного электропотребления ?W cводится к периодической проверке гипотезы Но о равенстве средних значений (центров распределений) ?Wi(?П) на интервалах времени Т1,Т2,….Тn. Эта гипотеза предполагает, что неизвестны истинные средние значения характеристик совпадают, а различие наблюдаемых средних значений обусловлено ограниченностью объёмов выборок. Определяем параметры аппроксимирующей функции вида
для каждой выборки, по формулам (4.6) - (4.8), результаты заносим в таблицу.
Таблица - Результаты аппроксимации
№ выборки |
a |
b |
S2 (W), (кВтч / тыс.м3)2 |
Аппроксимирующая функция |
|
1 |
1032,57 |
-0,0362 |
3422,92 |
W=1032,57•П-0,0362 |
|
2 |
494,87 |
0,04027 |
4913,66 |
W=494,87•П0,04027 |
|
3 |
803,023 |
-0,0398 |
2941,45 |
W=803,023•П-0,0398 |
|
4 |
10416,46 |
-0,457 |
4261,72 |
W=10416,46•П-0,457 |
Сравниваем выборки за периоды T1 и T2.
Определяем число степеней свободы:
k=n1+n2-2 (5.1)
где n1,n2-объем выборок соответственно 1 и 2
k =30+30-2=58
По таблице определяем квантиль распределения Стьюдента t ,k=tкр = 2,00
Сравниваем разность производительности 1 и 2 выборки за периоды T1, T2:
= (5.2)
где l - число значений производительности ?П, принимаем l=5.
кВт·ч/тыс.м3
Для проверки гипотезы воспользуемся критерием:
tнабл= (5.3)
tнабл=
tнабл =12,65 > tкр =2,00
Следовательно центры распределения выборок не равны, т.е выборки объединять нельзя. Поэтому выборку за период T1 отбрасываем и в качестве рабочей принимается выборка за период T2. Далее определяем оптимальное значение производительности и оптимальное значение расхода электроэнергии () по формулам:
(5.4)
м3/ч
кВт•ч/тыс.м3
Сравниваем выборки за периоды T2 и T3.
Определяем число степеней свободы:
k =30+30-2=58
По таблице определяем квантиль распределения Стьюдента t ,k=tкр = 2,00. Сравниваем разность производительности 2 и 3 выборки за периоды T2, T3:
кВт·ч/тыс.м3
tнабл=
tнабл =1,85 < tкр =2,00
Следовательно центры распределения выборок равны, и эти выборки можно объединить. Далее определяем оптимальное значение производительности :
м3/ч
Уравнение аппроксимации:
ДW(?П)=,
несмещенная оценка дисперсии S2 = 4145,81 (кВт·ч/тыс.м3)2.
Оптимальное значение расхода электроэнергии ()
кВт•ч/тыс.м3
Сравниваем выборки за периоды T2+3 и T4.
k =60+30-2=88
По таблице определяем квантиль распределения Стьюдента t ,k=tкр = 2,00
Сравниваем разность производительности 2+3 и 4 выборки за периоды T2+3 и T4:
кВт•ч/тыс.м3
tнабл=
tнабл =9,01 > tкр =2,00
Следовательно центры распределения выборок не равны, т.е выборки объединять нельзя. Поэтому выборку за период T2+3 отбрасываем и в качестве рабочей принимается выборка за период T4. Далее определяем оптимальное значение производительности и оптимальное значение расхода электроэнергии ():
м3/ч
кВт•ч/тыс.м3
Таблица - Результаты мониторинга.
Сравнение выборок |
t,k=tкр |
tнабл |
Неравенство |
, м3/ч |
W(), кВт•ч/тыс.м3 |
||
1 и 2 |
2,00 |
164,046 |
9,84 |
tнабл > tкр |
807,1 |
647,95 |
|
2 и 3 |
2,00 |
29,9 |
1,85 |
tнабл < tкр |
792,15 |
631,9 |
|
2+3 и 4 |
2,00 |
130,25 |
9,01 |
tнабл > tкр |
792,3 |
493,09 |
6. Мониторинг интервальной оценки удельного электропотребления ?W по выборкам. Определение диапазона регулирования активной мощности ?Ррег(?П), при ?П=?Псреднее.
В качестве интервальной оценки принимаем диапазон разброса её значений относительно (k=2). Мониторинг интервальной оценки удельного электропотребления ?W сводится к периодической проверке статистической гипотезы о равенстве дисперсий распределений двух выборок (используем критерий Фишера).
Гипотезы о равенстве дисперсии выборок проверяем с помощью критерия Фишера.
(6.1)
Сравниваем выборки за периоды Т1 и Т2:
;
по таблице находим критическое значение Fкр. =1,638 для степеней свободы
k1=n1-1=29 и k2=n2-1=29
и коэффициента значимости б =0,05. Так как Fкр. > Fнабл, то считаем дисперсии выборок Т1 и Т2 равными и эти выборки объединяем, после чего рассчитываем параметры объединенной выборки:
м3/ч
Уравнение аппроксимации: ДW(?П)=746,89·ДП-0,0045, несмещенная оценка дисперсии S2 = 10836,03 (кВт·ч/тыс.м3)2.
Определяем располагаемый диапазон регулирования активной мощности при ДП = ДПсреднее:
кВт
Определяем потенциал энергосбережения:
; (6.2)
.
Определяем оптимальное значение потребляемой активной мощности при ДП = ДПср:
; (6.3)
.
Сравниваем выборки за периоды Т1+2 и Т3:
;
так как Fнабл=3,68 >Fкр= 1,638, то считаем дисперсии объединенной выборки Т1+2 и выборки Т3 неравными и эти выборки объединять нельзя. В качестве рабочей на следующий период оставляем выборку за период Т3.
Определяем располагаемый диапазон регулирования активной мощности при ДП = ДПсреднее:
кВт
Определяем потенциал энергосбережения:
.
Определяем оптимальное значение потребляемой активной мощности при ДП = ДПср:
.
Сравниваем выборку Т3 и выборку за период Т4:
;
так как Fнабл=1,449>Fкр= 1,638, то считаем дисперсии выборок Т3 и Т4 равными и эти выборки объединяем, после чего рассчитываем параметры объединенной выборки:
м3/ч
Уравнение аппроксимации: ДW(?П)=3559,18·ДП-0,2801, несмещенная оценка дисперсии S2 = 7380,4 (кВт·ч/тыс.м3)2.
Определяем располагаемый диапазон регулирования активной мощности при ДП = ДПсреднее:
кВт
Определяем потенциал энергосбережения:
.
Определяем оптимальное значение потребляемой активной мощности при ДП = ДПср:
.
Результаты расчетов заносим в таблицу:
Таблица - Результаты мониторинга интервальной оценки
Выборки сравнения |
Fнабл |
Fкр |
Результат объединения |
, (м3/ч) |
Ррег, кВт |
|||
1 и 2 |
4913,66 |
3422,92 |
1,436 |
1,638 |
Объединяем |
807,25 |
336,13 |
|
1,2 и 3 |
10836,03 |
2941,45 |
3,68 |
1,638 |
Не объединяем |
777,2 |
168,61 |
|
3 и 4 |
4261,72 |
2941,45 |
1,449 |
1,638 |
Объединяем |
784,75 |
269,67 |
В результате, после проведения мониторинга, рабочей оставляем выборку за период Т3+Т4.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гмурман В.Е., Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для вузов. Изд.7-е,стер. - М.: Высш. шк.,1999. - 479 с.
2. Герасимович А.И., Математическая статистика: (Учебное пособие для инженерно-технических и экономических специальностей ВТУЗов). - Мн.: Выш. школа.,1983. - 279 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Закон и свойства нормального распределения случайной величины. На основе критерия согласия Пирсона построение гистограммы, статистической функции и теоретической кривой и определение согласованности теоретического и статистического распределения.
курсовая работа [894,5 K], добавлен 30.10.2013Формулировка теоремы Бернулли, проверка ее с помощью программы. Моделирование случайной величины методом кусочной аппроксимации. График распределения Коши, построение гистограммы и нахождения числовых характеристик, составление статистического ряда.
курсовая работа [226,8 K], добавлен 31.05.2010Проведение проверки гипотезы о нормальности закона распределения вероятности результатов измерения случайной величины по критерию согласия Пирсона. Определение ошибок в массивах данных: расчет периферийных значений, проверка серии на равнорассеянность.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 28.11.2011Случайная выборка объема как совокупность независимых случайных величин. Математическая модель в одинаковых условиях независимых измерений. Определение длины интервала по формуле Стерджесса. Плотность относительных частот, критерий согласия Пирсона.
контрольная работа [90,4 K], добавлен 17.10.2009Генеральная совокупность подлежащих изучению объектов или возможных результатов наблюдений, производимых в одинаковых условиях над одним объектом. Описание наблюдаемых значений случайной величины Х. Характеристика статистической функции распределения.
курсовая работа [216,5 K], добавлен 03.05.2011Критерий Пирсона, формулировка альтернативной гипотезы о распределении случайной величины. Нахождение теоретических частот и критического значения. Отбрасывание аномальных результатов измерений при помощи распределения. Односторонний критерий Фишера.
лекция [290,6 K], добавлен 30.07.2013Статическая проверка статистических гипотез. Ошибки первого и второго рода. Числовые характеристики случайной величины, распределенной по биномиальному закону. Проверка гипотезы о биномиальном распределении генеральной совокупности по критерию Пирсона.
курсовая работа [674,3 K], добавлен 03.05.2011Построение гистограммы и полигона по данным измерений. Статистический ряд распределения температур. Проверка нормальности распределения по критерию Пирсона. Определение погрешности средства измерений. Отсев аномальных значений. Интервальная оценка.
курсовая работа [150,5 K], добавлен 25.02.2012Согласование выборочных распределений. Отбор статистических данных с помощью таблицы случайных чисел. Расчет числовых характеристик распределения выборочных частот. Проверка предположения, что распределение генеральной совокупности является нормальным.
курсовая работа [276,6 K], добавлен 19.01.2016Задачи математической статистики. Распределение случайной величины на основе опытных данных. Эмпирическая функция распределения. Статистические оценки параметров распределения. Нормальный закон распределения случайной величины, проверка гипотезы.
курсовая работа [57,0 K], добавлен 13.10.2009