Предварительная подготовка. Общие указания по выполнению лабораторных работ

Общие указания по выполнению лабораторных работ

Лабораторные работы выполняются бригадами по 3 чело­века. В начале лабораторных занятий преподаватель знакомит студентов с правилами техники безопасности в лаборатории и порядком выполнения работ.

Каждая лабораторная работа требует предварительной под­готовки. В процессе подготовки студенту следует ознакомиться с описанием лабораторной работы, провести подготовительные расчеты, заготовить бланки таблиц для записи результатов рас­чета, подготовить ответы на конкретные вопросы.

Перед выполнением лабораторной работы с каждым студен­том проводится собеседование, в ходе которого выявляется сте­пень готовности к работе, понимание цели лабораторной работы.

Все вопросы, возникающие во время проведения работы, студенты решают с преподавателем, ведущим занятия.

После выполнения лабораторной работы результаты прове­ряются и утверждаются преподавателем.

Отчет по работе рекомендуется выполнять в соответствии со стандартом “Отчет о научно-исследовательской работе. Общие тре­бования и правила оформления. ГОСТ 19600 – 74”. Общими требо­ваниями к отчету являются: четкость построения; логическая после­довательность изложения материала; убедительность аргументации; краткость и точность формулировок, исключающие возможность не­однозначного толкования; конкретность изложения результатов ра­боты; доказательность выводов и обоснованность рекомендаций.

Построение отчета рекомендуется делать в соответствии с нижеизложенной структурой:

1. Введение, в котором кратко дается состояние вопроса, про­блемы, анализируется актуальность работы, выявляется необходи­мость ее проведения, формулируется цель проводимой работы.

2. Краткий анализ возможных подходов и методов решения поставленной задачи, выбор путей и средств достижения целей поставленной задачи.

3. Методика исследования, обоснования ее выбора, содержа­ния работы, описание машинного эксперимента с указанием его цели и изложением его сущности, последовательность его проведе­ния, оценка точности и достоверности полученных результатов.

4. Краткое заключение об основных результатах работы, о со­ответствии результатов поставленной цели работы; возмож­ность применения результатов проведенной работы в научно-ис­следовательской работе; пути и цели дальнейших работ в этом направлении, либо обоснование о нецелесообразности продолже­ния этих работ.

5. Ссылки на использованные источники при проведении ра­боты, используемую литературу.

Лабораторная работа №1

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗБРОСА ВЫХОДНОГО ПАРАМЕТРА УСТРОЙСТВА РЭС МЕТОДОМ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТА­НИЙ

Цель работы

Определить закон распределения выходного параметра уст­ройства РЭС методом статистического моделирования (методом Монте-Карло).

Предварительная подготовка

1. Ознакомиться с методическими указаниями к лаборатор­ной работе.

2. Сформулировать цели и задачи лабораторной работы, про­водимой на ЭВМ.

3. Изучить структурную схему метода Монте-Карло, пред­ставленную на рис.1.

4. Подготовить исходные данные из табл. 1.1(Приложение1) для выполнения работы по программе “Метод статистических испы­таний – метод Монте-Карло”:

5. Номинальные значения входных параметров X1, X2, X3 устройства РЭС;

- абсолютные значения половины поля допуска на входные параметры ΔX1, ΔX2, ΔX3 устройства РЭС;

- число испытаний N.

Исходные данные взять из табл. 1.1(Приложение1) соответ­ственно либо номеру бригады, либо последней цифре шифра сту­денческого билета.

Рис.1

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с ЭВМ, используемой для проведения лабо­раторной работы, и инструкцией по вводу исходных данных.

2. Получить допуск к лабораторной работе по результатам предварительного тестирования.

3. Ввести исходные данные для проведения лабораторной ра­боты.

4. Выдвинуть гипотезу о теоретическом распределении вы­ходного параметра, выравнивающем статистическое распределе­ние. Представить его математическую модель аналитически.

5. Рассчитать на ЭВМ: оценки математического ожидания m1(y) и среднеквадратичного отклонения σ(y): коэффициентов асимметрии и эксцесса; максимальное и минимальное значение выходного параметра, количество классовых интервалов к ; час­тоту попадания и теоретическую вероятность попадания в каж­дый классовый интервал соответственно Рi * и Рi ; число степеней свободы r; степень рассогласования статистического, теоретиче­ского распределений χ2. .

6. Построить статистический ряд и графически оформить его в виде гистограммы.

7. Определить вероятность правдоподобия гипотезы о вы­бранном теоретическом распределении выходного параметра по критерию согласия χ2.

8. Оценить точность полученных результатов.

Содержание отчёта

Отчёт по лабораторной работе выполняется в соответствии с общими рекомендациями, изложенными в разделе “Общие мето­дические указания по выполнению лабораторных работ”. Отчёт по работе должен содержать:

- структурную схему метода Монте-Карло

- описание и схему исследуемого устройства РЭС, а также его математическую модель, используемую при анализе методом Монте-Карло на ЭВМ;

- исходные данные;

- оценки числовых параметров распределения выходного па­раметра;

- статистический ряд в виде гистограммы;

- аналитическую запись выравнивающего теоретического рас­пределения, вероятность правдоподобия гипотезы о виде рас­пределения;

- краткие выводы по результатам лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Что понимается под параметрической надёжностью?

2. Что понимается под математической моделью?

3. Как классифицируются математические модели?

4. Чем вызываются отклонения параметров РЭС?

5. В чём сущность метода Монте-Карло?

6. Как моделируются в методе Монте-Карло случайные от­клонения параметров со стандартными законами распределения?

7. Как моделируются в методе Монте-Карло случайные от­клонения параметров с заданным законом распределения?

8. Как определить число реализаций в методе статистиче­ских испытаний, необходимое для получения оценки параметра с заданной точностью?

9. Какие выводы позволяет сделать критерий согласияχ2?

10. Какими числовыми параметрами описывается форма за­кона распределения?

11. Как построить статистическую плотность распределе­ния случайной величины (гистограмму)?

12. Что называется оценкой параметра?

13. Какие требования предъявляются к оценкам параметров?

14. Как определяются несмещённая, состоятельная оценка ма­тематического ожидания и дисперсии по экспериментальным данным?

15. Как определяется частота попадания в классовый интервал?

16. Что такое число степеней свободы в критерии согласияχ2?

17. Каково содержание метода моментов?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, тех­нологии и надёжности ЭВА.-М.:Радио и связь,1983.- с. 86 – 93

2. Борисенко Т. М. Гельфман Т. Э.Теоретические основы кон­струирования, технологии и надёжности РЭС. М., МИРЭА, 1990. - с 26 – 46.

3. Вентцель Е. С. Теория вероятностей М., Высшая школа, 1998. - с. 131 – 158

4. Кофанов Ю.Н. Теоретические основы конструирования, технологии и надёжности радиоэлектронных средств. М. Радио и связь. 1991. – с. 47-93 с. 106-107.

Лабораторная работа №2

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНО­СТИ РЭС

Цель работы

Изучить связь поля допуска выходного параметра устрой­ства РЭС с допусками входных (первичных) параметров элемен­тов. Определить поле допуска выходного параметра для заданной вероятности, гарантирующей отсутствие постепенных отказов, вероятностным методом и методом максимума-минимума.

Предварительная подготовка

1. Ознакомиться с описанием работы. Сформулировать цели и последовательность проведения работы на ЭВМ.

2. Подготовить исходные данные из табл. 1.1(Приложение 1) для выполнения работы по программе “Допуск”:

- номер и тип исследуемого устройства РЭС согласно табл. 2.1(Приложение 1)

- массив математических ожиданий входных параметров

m1(x1), m1(x2), m1(x3), (считать, что математическое ожи­дание равно номинальному значению параметра из лабораторной работы №1);

- массив среднеквадратических отклонений входных пара­метров σ(x1), σ(x2), σ(x3);

- вероятность того, что входной параметр устройства РЭС будет находиться в пределах норм технических условий Р.

- массив коэффициентов парной корреляции R (i, j), где i=1, 2, 3; j= 1, 2, 3;

- квантили нормального распределения

, .

Исходные данные взять из табл. 1.1(Приложение 1) соответ­ственно либо номеру бригады, либо последней цифре шифра.

Расчетное задание

Рассчитать методом максимума-минимума допуск на вы­ходной параметр устройства РЭС для чего вычислить: