Объект исследования и его свойства
Объект исследования (ОИ) — условно изолированное целое, содержащее в себе совокупность протекающих в нем процессов и средств их реализации.
Средства реализации — совокупность систем управления и контроля и связи между ними и исследуемым объектом.
Объект исследования характеризуется рядом свойств, важнейшие из которых: сложность, полнота априорной информации, управляемость и воспроизводимость.
Сложность — количество его состояний, которое в соответствии с целью исследования и принятой техникой эксперимента можно четко различить. Объекты бывают:
— простые (два состояния — «да» или «нет»);
— сложные (много состояний).
В общем случае число состояний ОИ равно 
,
где ni – число уровней i-го фактора; k – количество факторов.
Априорная информация – информация об ОИ, известная до начала исследования, содержащаяся в монографиях, научных статьях, отчетах, описаниях открытий и изобретений, каталогах, справочниках. Априорная информация об ОИ бывает:
— полная (об объекте известно все и экспериментальные исследования не нужны);
— ограниченная (информация об объекте существует, но недостаточна для достижения цели исследований; эксперимент необходим, чтобы дополнить существующие знания);
— отсутствует (об объекте неизвестно ничего и экспериментальные исследования проводятся с целью установить присущие ОИ свойства и закономерности).
Управляемость — свойство, позволяющее изменять состояние объекта по усмотрению исследователя. ОИ бывают:
|
|
|
— управляемые (исследователь может изменять все входные величины);
— частично управляемые (исследователь может изменять не все входные величины, а только их часть);
— неуправляемые (исследователь не может влиять на ОИ, эксперимент в таком случае невозможен, возможно только наблюдение).
Воспроизводимость — свойство объекта переходить в одно и то же состояние, если все входные величины находятся на одном и том же уровне. Воспроизводимость может быть:
— низкая;
— высокая.
Чем выше воспроизводимость, тем проще выполнять эксперимент и тем достовернее его результат.
2.2 Модель "черный ящик"
В инженерном эксперименте часто для объекта исследования используется модель «черного ящика», которую представляют в виде прямоугольника с выходными и входными стрелками, рис.2.1.
Входящие стрелки соответствуют входным величинам (x) , а выходящие — выходным величинам (y). В теории эксперимента входные величины обычно навивают факторами, а выходные — параметрами, откликами, реакциями и целевыми функциями. Параметры характеризуют состояние объекта исследования. Факторами обозначается все, что оказывает влияние на выходные величины.
|
|
|
Предполагается, что на момент проведения эксперимента внутренняя структура объекта и сущность связей между входными и выходными величинами исследователю неизвестны, о них он судит по тому, какие значения принимают выходные величины при данных значениях входных.
Правильный выбор параметров и факторов в значительной степени предопределяет успех исследования.
Параметры и предъявляемые к ним требования
Параметр — величина, характеризующая состояние или поведение ОИ.
В инженерном эксперименте в качестве параметров принимаются технические (коэффициент полезного действия, расход энергии, производительность машины, давление, напряжение и т.д.) или экономические величины (приведенные затраты, себестоимость, производительность труда и т.д.).
К параметру предъявляются следующие основные требования.
1. Параметр должен быть количественным и оцениваться числом. Для качественных параметров используются ранговые и условные показатели оценки.
2. Параметр должен обладать свойством совместимости — допускать безопасное проведение эксперимента при любом сочетании факторов. Недопустимо, чтобы при каком-либо сочетании произошла авария.
|
|
|
3. Параметр должен быть однозначным — данному сочетанию факторов с точностью до погрешности должно соответствовать одно значение параметра.
4. Параметр должен быть универсальным — характеризовать объект исследования всесторонне.
5. Желательно, чтобы параметр имел простой физический или экономический смысл, просто и легко вычислялся.
6. Рекомендуется, чтобы параметр был единственным. Исследовать объект, построить математические зависимости можно для нескольких параметров, оптимизация же может выполняться только по одному. Если параметров несколько, то рассматриваются компромиссные задачи. Выбирается основной, с точки зрения исследователя, параметр, а остальные используются для наложения соответствующих ограничений на объект.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 958; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!