Методы обработки измерительной информации

Цели и задачи дисциплины

Цель: подготовка к научно-технической и организационно-методической деятельности, связанной с проведением экспериментальных исследований: выбор и составление плана эксперимента; организация эксперимента и проведение измерений отклика объекта исследований; анализ результатов исследований, включая построение математических моделей объекта исследований, определение оптимальных условий, поиск экстремума функции (поверхности) отклика. Задачи: получение теоретических знаний и практических навыков по выполнению научных и промышленных экспериментальных исследований.

Краткое содержание дисциплины

Введение. Объекты изучения, цель и основные задачи дисциплины. Роль планирования эксперимента в технологических и научных исследованиях. Основные особенности эксперимента на современном этапе развития науки и техники. Общие закономерности проведения эксперимента в различных областях знаний. Основные типовые задачи, решаемые при проведении эксперимента. Основные понятия и принципы планирования эксперимента. Основные принципы планирования эксперимента, обеспечивающие получение максимума информации при минимуме опытов. Корреляционный и регрессионный анализ. Вероятностная взаимосвязь между различными переменными. Выборочный коэффициент корреляции. Линейная регрессия. Метод наименьших квадратов. Расчет коэффициентов уравнения регрессии (параметров математической модели объекта исследования). Проверка значимости коэффициентов уравнения регрессии. Проверка адекватности математической модели объекта исследования. Метод множественной корреляции. Простейшие случаи нелинейной корреляции. Метод линеаризации. Выбор оптимального плана. Критерии оптимального плана. Разновидности планов эксперимента. Основы построения математических моделей планов экспериментов. Их характеристики. Критерии оптимальности планов экспериментов. Планы многофакторных экспериментов. Полный факторный план (ПФП) и его характеристика. Дробный факторный план (ДФП). Ротатабельное планирование. Многоуровневые факторные планы. Планы поиска экстремума функции отклика. Оптимизация объектов исследования. Постановка задачи оптимизации. Методы оптимизации однофакторных объектов. Особенности оптимизации при наличии нескольких экстремумов. Выделение существенных факторов. Методы выделения существенных факторов. Планирование отсеивающих экспериментов. Дисперсионный анализ.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-5 Способность разрабатывать общую структуру системы управления полетами ракет-носителей и космических аппаратов

В результате освоения дисциплины студент должен знать

– основные понятия и принципы планирования эксперимента; критерии оптимальности, разновидности и правила построения планов эксперимента; методы расчета параметров математической модели объекта исследований, оценки их значимости, а также адекватности полученной модели; методы поиска оптимальных условий и экстремума функции отклика. – теоретические основы и методы планирования экспериментов, – методы статистической обработки экспериментальных данных, – методы поиска и исследования связей между экспериментальными данными,

В результате освоения дисциплины студент должен уметь

– самостоятельно выбирать тип приборов для решения поставленной экспериментальной задачи; – проводить испытания и определять работоспособность установленного и ремонтируемого оборудования; – осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию по результатам экспериментальных работ различных авторов. – получить практический опыт использования компьютерной техники и программного обеспечения.

В результате освоения дисциплины студент должен владеть

владеть: – навыками дискуссии по профессиональной тематике; – терминологией в области техники эксперимента; – информацией о технических параметрах оборудования, используемого в экспериментах в рамках специальности. – использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских работ; – использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности; – применять современные методы исследования, проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы; – оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы; – использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии; – использовать современные достижения науки и техники в соответствующей области, специальную литературу и другие информационные данные для решения профессиональных задач, отечественный и зарубежный опыт, современные компьютерные информационные технологии, методы анализа, синтеза и оптимизации в научно-исследовательских работах; – к проведению пробных лекций под контролем преподавателя по темам, связанным с научно-исследовательской работой магистра; – оценивать степень достоверности результатов теоретических и экспериментальных исследований; умение планировать физический и технический эксперимент и обрабатывать его результаты с использованием методов теории размерности, теории подобия и математической статистики; использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования.