ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 7
1.1 ПОСТРОЕНИЕ ФАКТОРНОЙ МОДЕЛИ 7
1.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ 10
2 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 22
2.1 АЛГОРИТМ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ 22
2.2 АЛГОРИТМ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА КРУТОГО ВОСХОЖДЕНИЯ 27
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ 30
3.1 ВЫБОР ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ 30
3.2 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА 32
3.3 ТЕСТИРОВАНИЕ РАБОТЫ СОЗДАННОЙ ПРОГРАММЫ И АНАЛИЗ ПОЛУЧАЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 44
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Эксперимент в ходе развития науки выступал мощным средством исследования явлений природы и технических объектов. Но лишь сравнительно недавно он стал предметом исследования. Пристальное внимание ученых и инженеров к тому, как лучше и эффективней проводить эксперимент, возникло не случайно, а является следствием достигнутого уровня и масштаба экспериментальных работ на современном этапе развития науки и техники. Этот этап с рассматриваемой точки зрения характеризуется ростом общего числа проводимых экспериментальных работ; увеличением количества специалистов, занимающихся экспериментальной деятельностью; существенным усложнением объектов исследования и используемого экспериментального оборудования; тенденцией к удлинению среднего времени экспериментирования и удорожанию исследований; начавшаяся процессом внедрения средств и систем автоматизации эксперимента.
Известно, что новая наука может возникнуть, если существует объективная необходимость ее появления и имеется предмет новой науки, представляющий обще-научный интерес. Сказанное в полной мере относится и к теории планирования эксперимента. Предмет исследования этого научного направления- эксперимент. Однако особенности планирования, постановки эксперимента рассматриваются и в физике, и в химии, и в прикладных науках. Для того, чтобы эксперимент стал предметом исследования отдельного научного направления, необходимо, чтобы он характеризовался некоторыми чертами, общими для любого эксперимента независимо от того, в какой конкретной области знаний эксперимент проводится. Такими общими чертами эксперимента является необходимость:
1) контролировать любой эксперимент, т.е. исключать влияние внешних пере-менных, не принятых исследователем по тем или иным причинам к рассмотрению;
2) определять точность измерительных приборов и получаемых данных;
3) уменьшать до разумных пределов число переменных в эксперименте;
4) составлять план проведения эксперимента, наилучший с той или иной точки зрения;
5) проверять правильность полученных результатов и их точность;
6) выбирать способ обработки экспериментальных данных и форму представления результатов;
7) анализировать полученные результаты и давать их интерпретацию в терминах той области, где эксперимент проводится.
Основной целью эксперимента являются выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования.
Целью ВКР является разработка приложения для планирования активного эксперимента при поиске экстремума функции отклика. Для выполнения поставленной цели потребуется решить следующие задачи:
• разработать алгоритм проведения оптимизационного эксперимента;
• разработать программу для нахождения оптимума функции отклика;
• провести тестирование разработанной программы и анализ полученных результатов.
В ходе дипломной работы были разработаны алгоритмы статистической обработки результатов и реализации метода крутого восхождения. Статистическая обработка результатов осуществляется для двух видов дублирования: равномерного и неравномерного. На основе этих алгоритмов была реализована программа в среде Matlab с графическим интерфейсом для обработки статистических результатов и нахождения оптимума функции, в качестве ядра которого использовался полный фак-торный эксперимент.
Тестирование программы и анализ результатов показало правильность работы.
Таким образом, задачи решены в полном объеме, цель достигнута - разработка приложения для планирования активного эксперимента при поиске оптимума функции.
