Этапы выполнения научно исследовательской работы и их краткая характеристика.

 

Этапы:

1.выбор темы исследования и оценка её перспективности

2.разр-ка состояния вопроса

3.разр-ка методики проведения эксперимент. работы

4.осуществление эксперимента

5.обработка и анализ результатов исследования

6.оформ-е результатов исследования

7.применение результатов исследования в народно-хозяйственной практике.

 

1) Результатом исследования на этом этапе являются формулировка самой темы и цели исследования, оценка перспективности темы (актуальность, сложность), а также определение источника и суммы финансирования разработки.

2) Результатом исследования на этом этапе является формулировка локальных задач исследования и определение последовательности их решения.

3) Методика определяется как совокупность мыслительных и физических операций, размещённых в определённой последовательности, в соответствии с которой достигается цель исследования.

4) Следующим этапом выполнения научного исследования является этап технического осуществления эксперимента, в котором можно выдел. 2 этапа: подготовительный и рабочий.

В подготовительный период проверяются работоспособность всего оборудования в диапазоне планируемых режимов, аварийное отключение оборудования, отрабатываются сигналы взаимодействия между персоналом, проводятся предварительные опыты, после чего выполняется рабочая часть эксперимента

5) При решении познавательных задач исследователя в конечном итоге интересуют количественные оценки тех или иных свойств объекта исследования, закономерности, определяют взаимосвязь различного рода воздействия на объект с параметрами, характеризующих его состояние. По результатам эксперимента эта взаимосвязь может быть представлена в виде таблиц, графиков или эмпирических формул, уравнений или системы уравнений

6) Полученные в процессе исследования и обработки результаты оформляются в виде отчёта, диссертации, статьи или доклада.

 

 

70. Однофакторный эксперимент и его планирование.

Однофакторный пассивный эксперимент проводится путем выполнения пар измерений в дискретные моменты времени единственного входного параметра и соответствующих значений выходного параметра (рис.1.5,а). Аналитическая зависимость между этими параметрами вследствие случайного характера возмущающих воздействий рассматривается в виде зависимости математического ожидания от значения, носящей название регрессионной. Целью однофакторного пассивного эксперимента является построение регрессионной модели - установление зависимости. Наиболее прост в планировании однофакторный эксперимент (в котором изменяется лишь единственный фактор). Число наблюдений определяется допустимыми затратами, желаемой мощностью проверки или статистической значимостью результатов:

Xij=M+Tj+

где Хij — i-е наблюдение (i = 1... n) на j-м уровне (j = 1 - k); М — общее влияние всего эксперимента; Тj — влияние j-го режима; — случайная ошибка i-го наблюдения на j-м режиме (предполагается нормально распределенной случайной величиной с a=0 и T2). Если фактор имеет два уровня, то можно применять процедуры прямой проверки гипотез с использованием стандартных критериев (2, К-С и др.).

 

71. Многофакторный эксперимент (сущность, требования к факторам, процедуры планирования и обработки результатов).

Многофакторный эксперимент соответствует конечному числу управляющих параметров. Полный факторный эксперимент соответствует наличию возмущающих воздействий в многофакторном эксперименте.

Диапазон изменения факторов или число значений, которое они могут принимать называется уровнем фактора.

Полный факторный эксперимент характеризуется тем, что при фиксированных возмущающих воздействиях минимальное число уровней каждого фактора равно двум. В этом случае, зафиксировав все факторы кроме одного, необходимо провести два измерения, соответствующих двум уровням этого фактора. Последовательно осуществляя такую процедуру для каждого из факторов , получим необходимое число опытов в полном факторном эксперименте для реализации всех возможных сочетаний уровней факторов , где - число факторов.

Приведем классический простейший пример планирования эксперимента. Пусть нам необходимо взвесить на весах три тела разной массы при условии, что нулевое положение весов не отрегулировано. При составлении плана эксперимента принято строить матрицу планирования. В таблице 1.1 приведен план первый план взвешивания. «1» и «-1» соответствуют наличию или отсутствию объекта на весах.

Таблица 1.1

№ опыта				Результаты взвешивания
	-1	-1	-1
	+1	-1	-1
	-1	+1	-1
	-1	-1	+1

 

Эксперимент состоит из четырех опытов. При первом опыте снимаются показания пустых весов и выставляется их нулевое положение, затем отдельно взвешивается каждый из объектов. Расчет веса и погрешности измерений каждого из тел производится по следующим формулам:

;

;

; (1.3.1)

.

 

Поскольку погрешности независимых измерений складываются, а вес каждого объекта получен в результате двух измерений, погрешность составляет .

Оптимально будет провести эксперимент по схеме, показанной в Таблице 1.2. В этом случае взвешивается отдельно каждый из объектов и все объекты вместе. Непосредственное измерение погрешности не проводят.

В этом случае выигрыш при проведении эксперимента заключается в том, что масса каждого из объектов вычисляется по формулам (1.3.2), а дисперсия результатов оказывается вдвое меньше. Этот результат получается за счет того, что при втором плане эксперимента смещение нуля измерительной аппаратуры (весов) исключено.

Таблица 1.2

№ опыта				Результаты взвешивания
	+1	-1	-1
	-1	+1	-1
	-1	-1	+1
	+1	+1	+1

;

;

; (1.3.2)

;

.

Этот пример на простейшем случае показывает возможный выигрыш от изменения плана эксперимента, т. е. планирование эксперимента позволяет либо уменьшить число измерений, либо увеличить их точность.