Upload
truc-nguyen-van
View
44
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
bai giang toi uu hoa thuc nghiem
Citation preview
03/03/2013
1
CHNG 6: M HNH HA &
TI U HA
TIN HC NG DNG TRONG
HA HC
TRNG I HC CNG NGHIP TP.HCM
KHOA CNG NGH HO HCNI DUNG
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
2. BI TON TRUYN NHIT
3. BI TON CHNG CT
4. TI U HA THC NGHIM
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
HPT tuyn tnh n phng trnh, n n s:
a11.x1 + a12.x2 + + a1n.xn = b1
a21.x1 + a22.x2 + + a2n.xn = b2
.
an1.x1 + an2.x2 + + ann.xn = bn
Hay vit di dng ma trn: A. X = B
HPT c nghim khi det A 0, khi nghim ca h
xc nh theo phng php ma trn : X = A-1.B
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Mt s hm trong Excel:
Tnh nh thc ma trn A: MDETERM(A)
Tm ma trn nghch o A-1: MINVERSE(A)
Nhn 2 ma trn A-1 v B: MMULT(A-1,B)
03/03/2013
2
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Gii h phng trnh:
2,75X1 + 1,78X2 + 1,11X3 = 13,62
3,28X1 + 0,71X2 + 1,15X3 = 17,98
1,15X1 + 2,70X2 + 3,58X3 = 39,72
gii bng phng php ma trn
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 1: lp bng s liu
Phng php ma trn
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 2: tnh det (A)
Phng php ma trn
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 3: Tnh ma trn A-1Phng php ma trn
n ba phm ng thi
Shift + Ctrl + Enter
03/03/2013
3
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 4: Tnh nghim X
Phng php ma trn
n ba phm ng thi
Shift + Ctrl + Enter
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 5: Nhp gi tr XT v tnh BT
Phng php ma trn
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 6: tnh BT
Phng php ma trn
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Bc 7: tnh X nhn kt qu nghim.
Phng php ma trn
03/03/2013
4
1. GII H PHNG TRNH TUYN TNH
Kt qu gii bng Solver:
BI TP
1. Gii cc phng trnh sau vi chnh xc 10-5:
a. ln(8x) x 0,5 =0
b. ln (7x) 3x + 1 = 0
c. ln(6x) x 0,4 = 0
2. Gii phng trnh sau:
a. x6 + 4x4 - 3x - 5 = 0 vi x thuc on [1;2]
b. x5 + 5x 2 = 0 vi x thuc on [0;1]
2. BI TON TRUYN NHIT
Thnh l t c 3 lp:
Gch chu nhit dy 120 mm, h s dn nhit 0,81 W/ m.K
Gch cch nhit dy 65 mm, h s dn nhit 0,23 W/ m.K
Thp chu lc dy 10 mm, h s dn nhit 45 W/ m.K
Nhit l: 8000C, h s cp nhit trong l: 69,6 W/ m2.K
Nhit khng kh: 350C, h s cp nhit khng kh: 13,9 W/
m2.K
Yu cu: Xc nh cc nhit b mt cc lp.
2. BI TON TRUYN NHIT
1= 0,12m, 1= 0,81 W/ m.K
2= 0,065 m, 1= 0,23 W/ m.K
3= 0,01 m, 3= 45 W/ m.K
t1= 8000C, 1=69,6 W/ m
2.K
t2= 350C, 2=13,9 W/ m
2.K
1
2
3Gch chu
nhit
Gch cch
nhit
Thp chu
lc
03/03/2013
5
2. BI TON TRUYN NHIT
1
2
3
1
2
q1=1(t1-tT1) q2=1
(tT1-tT2)
q3=2
(tT2-tT3)q4=
3
(tT3-tT4)
q5=2(tT4-t2)
Lu : q1 = q2 = q3 = q4 = q5 = q
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 1: Lp bng tnh nh sau:
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 2: Nhp gi tr tT1 v tnh q1
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 3: tnh gi tr tT2, tT3, tT4 thng qua q1
03/03/2013
6
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 4: tnh gi tr q5 thng qua tT4 v t2
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 5: Lp biu thc so snh q5 vi q1
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Bc 6: Thay i tT1 biu thc so snh 2%
2. BI TON TRUYN NHITa. S dng hm Goalseek
Kt qu:
03/03/2013
7
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverBc 1: chuyn iu kin v dng h phng
trnh tuyn tnh:
q1=1(t1-tT1)
q2=1
(tT1-tT2)
q3=2
(tT2-tT3)
q4=3
(tT3-tT4)
q5=2(tT4-t2)
q +1.tT1 =1.t1
1 .q- .tT1 + .tT2 =0
2 .q - .tT2 + .tT3 =0
3 .q - .tT3 + .tT4=0
q -2.tT4 =-2.t2
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverBc 2: lp bng s liu:
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverBc 3: nhp gi tr bin v tnh VT
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverBc 4: gi hm Solver
03/03/2013
8
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverBc 5: ci t VT = VP
2. BI TON TRUYN NHITb. S dng hm SolverKt qu nghim:
3. BI TON CHNG CT
Chng ct hn hp nc Acetic vi nng nhp liu 20%
(KL), sn phm nh 95%(kl), sn phm y 0,5% (kl), ch s
hi lu bng 4.
Yu cu: Xc nh s a l thuyt.
3. BI TON CHNG CT
Cc cng thc s dng:
Phng trnh on ct:
yL =
+1 +
+1
= 0,8x + 19,698
Phng trnh on chng:
yc =+
+1
1
+1xw = 1,2419x 0,3986
Phng trnh ng cn bng (xy dng t s liu thc
nghim): y*=4.10-5x3-0,0106x2+1,6853x-0,5523
f = F/ D
Chuyn nng phn mol:
xA =
+
03/03/2013
9
NI DUNG
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4.2 KIM TRA S TNG HP CA PTHQ
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG
EXCEL
4. TI U HA THC NGHIM 4. TI U HA THC NGHIM
M hnh thc nghim ca i tng nghin cu:
Bin u vo: nng , p sut, nhit , pH,
Hm mc tiu: hiu sut, cht lng sn phm, CPSX,
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4. TI U HA THC NGHIM
Ta cn thit lp quan h: y = f(x1, x2,,xk) +
hay y = f(X) +
Trin khai hm di dng chui Taylor:
f(x1, x2, . . . , xk) = 0 + j=1
k
j xj + j=1
k
jj xj2 +
ji
k
ij xixj+. . .
Vi 1 i j k
PTHQ thc nghim: y = f x1, x2, . . . , xk
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4. TI U HA THC NGHIM
B tr thc nghim theo ma trn bin u vo - ra:
X =
1 x111 x21
x12 x1kx22 x2k
1 xn1 xn2 xnk
Y =
y1y2yn
(n dng, k+1 ct)
Ma trn cc h s hi qui tuyn tnh c: B =
b0b1bk
Theo phng php bnh phng cc tiu, ta c:
XTX . B = XTY B = XTX1. (XTY)
Vi: XT l ma trn chuyn v ca ma trn X
(XTX)-1 l ma trn nghch ca ma trn XTX
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
03/03/2013
10
4. TI U HA THC NGHIM
Ma trn trc giao X c nhng tnh cht sau:
+ Tnh trc giao: tch v hng ca hai vect ct bt k caX bng 0.
i=1
n
ximxij=0 vi j, m= 0, k
+ Tnh cht i xng: tng cc phn t trong mt ct bt ku bng 0.
i=1
n
xij=0 vi j 0.
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4. TI U HA THC NGHIM
Mt vi phng php qui hoch thc nghim:
+ Qui hoch thc nghim yu t ton phn 2k ( k l cc yu
t, n l s mc th s th nghim N = nk)
Ma trn X c thm tnh cht chun ha:
i=1
n
xij2=N vi j= 0, k
+ Qui hoch thc nghim yu t tng phn 2k p (p l gi tr
c trng cho tng phn)
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4. TI U HA THC NGHIM
+ Qui hoch trc giao cp 2: xy dng ma trn trc giao X bao gm ba loi th nghim:
- Phn c s gm n = 2k th nghim theo qui hoch thcnghim yu t ton phn.
- Phn im * gm nk = 2k im nm trn cc trc ta ca khng gian k yu t v cch tm phng n khongcch > 0.
- Phn tm gm n0 (n0 1) th nghim tm phng ndng xc nh phng sai ti hin trong cng thc kimtra ngha ca cc h s hi qui.
Tng s th nghim trong phng n l N = 2k + 2k + n0
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
4. TI U HA THC NGHIM
Mt vi dng phng trnh hi qui:
+ hi qui bc 1: y = b0 + j=1k bj xj
+ hi qui bc 1 y : y = b0 + j=1k bj xj + ji
k bij xixj
( vi Ck2 h s bij)
+ hi qui bc 2 y :
y = b0 + j=1k bj xj + ji
k bij xixj + j=1k bjj xj
2
4.1 PP QUI HOCH THC NGHIM
03/03/2013
11
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 1: kim tra ngha ca cc h s phng trnh hi qui
bng tiu chun Student t (vi : mc ngha, = 0,05)
Chn thng k: tbj =bj
sbj
Vi sbj: lch qun phng ca h s th i.
Nu tbi > t(fth) th h s bi c gi li trong phng trnh
hi qui.(fth = n0 1 : bc t do ti hin)
Nu tbi < t(fth) th h s bi b loi khi phng trnh hi qui.
4.2 KIM TRA S TNG HP CA PTHQ
4. TI U HA THC NGHIM
Phng sai sbj2 c xc nh theo cng thc:
sbj2 =
sth2
i=1n xi
2 =sth2
Phng sai ti hin sth2 :
sth2 =
1
n0 1 i=1
n0
(yi0 yo)2
4.2 KIM TRA S TNG HP CA PTHQ
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 2: kim tra s tng thch ca phng trnh hi qui
theo tiu chun Fisher:
F =sd2
sth2
Phng sai sd2 c xc nh theo cng thc:
sd2 =
1
N L i=1
n
(yi y)2
Vi L: s h s c ngha trong phng trnh hi qui.
Nu F < F(, ftt, fth) th m hnh thng k ph hp vi s liu
thc nghim.(ftt = N L , fth = n0 1)
4.2 KIM TRA S TNG HP CA PTHQ
4. TI U HA THC NGHIM
gii bi ton ti u ha thc nghim chng ta cn tin
hnh cc bc sau:
+ Bc 1: chn phng n tin hnh th nghim.
+ Bc 2: lp ma trn thc nghim X.
+ Bc 3: tin hnh th nghim xc nh gi tr bin u ra
Y.
+ Bc 4: xc nh cc h s trong phng trnh hi qui.
+ Bc 5: nh gi phng trnh hi qui thu c.
+ Bc 6: xc nh ch thc nghim ti u.
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
03/03/2013
12
4. TI U HA THC NGHIM
Mt s hm thng dng trong ti u ha:
+ Nhn hai ma trn: MMULT(array1, array2).
+ Tnh nh thc ca ma trn: MDETERM(array).
+ Tnh ma trn nghch o: MINVERSE(array).
+ Tnh ma trn chuyn v: TRANPOSE(array).
+ Tnh gi tr trung bnh cc s hng: AVERAGE(number1,
number2,).
+ Tnh tng bnh phng x2: SUMSQ(number1, number2,)
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
4. TI U HA THC NGHIM
Mt s hm thng dng trong ti u ha:
+ Tnh tng bnh phng lch (y )2:
SUMXMY2(array_x, array_y).
+ Tnh lch chun ca mu i=1n (xi x)2
n1:
STDEV(number1, number2,).
+ Tra chun s Student: TINV(p1, p2).
+ Tra chun s Fisher: FINV(, p1, p2).
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
4. TI U HA THC NGHIM
Hy tm mi quan h gia hm mc tiu y v cc bin Z1, Z2,
Z3 theo m hnh trc giao cp 1 vi s liu thu c nh sau:
Bin
thc
n = 2kn0 = 3
1 2 3 4 5 6 78 9
10 11
Z1 150 300 150 300 150 300 150 300225
225 225
Z2 30 30 90 90 30 30 90 9060 60 60
Z3 15 15 15 15 45 45 4545 30 30 30
y 3,0 6,0 10,0 12,0 15,0 23,0 12,0 18,012,0 13,8 13,2
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 1: lp 1 bng tnh excel vi cc thng tin sau:
Zj0 : mc c s.
Khong bin thin Zj.
Zj0 : D2 = AVERAGE(B2:C2).
Zj : E2 = (C2-B2)/2
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
03/03/2013
13
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 2: chuyn i cc bin thc sang bin m ha:
x0= 1
x1=
G8=(C8-$D$2)/$E$2
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL4. TI U HA THC NGHIM
Bc 3: xc nh cc h s B = XTX1. (XTY)
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 4: kim tra ngha ca cc h s hi qui:
sbj2 =
sth2
i=1n xi
2 =sth2
; sth
2 =1
n0 1 i=1
n0
(yi0 yo)2tbj =
bjsbj
STDEV(J16:J18)^2
TINV(0.05,2)
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL4. TI U HA THC NGHIM
PTHQ c dng: y = 12,375 + 2,375 x1 + 4,625 x3
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
03/03/2013
14
4. TI U HA THC NGHIM
Bc 5: kim tra s tng hp ca phng trnh hi qui:
sd2 =
1
N L i=1
n
(yi y)2
4.3 TI U HA THC NGHIM BNG EXCEL
F =sd2
sth2
F(, ftt, fth) = F(0.05,5,2): FINV(0.05,5,2)
PTHQ c dng: y = 12,375 + 2,375 x1 + 4,625 x3 Add your company slogan