Система X


Система X является системой, объединяющей комплекс факторов (входных величин), каждый из которых принимает случайное значение в некотором диапазоне варьирования и характеризуется своим рядом распределения. Таким образом, состояние системы X определяется набором состояний (значений) каждого из параметров Zk. Здесь, по-видимому, уместно будет переобозначить исходную систему X через Z, построенную по всем эффектам, вошедшим в модель. При этом полная условная энтропия модели рассчитывается следующим образом

clip_image002 (9.11)

где qk — нормирующий множитель, характеризующий вероятность соответствующего состояния clip_image004 в clip_image006; clip_image008 — условная энтропия модели системы clip_image004[1] при условии, что эффект Zk находится в состоянии Zki.

В свою очередь

clip_image011 (9.12)

где clip_image013 — условная вероятность того, что модель системы clip_image015 примет значение clip_image017 при условии, что соответствующий эффект Zk находится в состоянии clip_image019 — условная вероятность того, что модель системы clip_image015[1] примет значение clip_image021 при нахождении Zk в состоянии Zki; clip_image023 — количество состояний Zk в совместном распределении (количество разрядов гистограммы); clip_image025 — количество состояний значений модели clip_image015[2] при совместном распределении с эффектом Zk (также количество разрядом гистограммы).

Так как число разрядов гистограммы для непрерывных величин обычно задается в достаточно узких пределах (рекомендуется при N от 100 до 1000 измерений иметь от n от 10 до 15), то без потери информации следует положить clip_image027 Величины lk либо задаются характером плана эксперимента (варьированием факторов на двух, трех, и т.д. уровнях), либо должны подчиняться вышеприведенному правилу. Поэтому в большинстве случаев можно также считать lk = l =const.

Подставляя (9.12) в (9.11) с учетом замечания получим

clip_image029 (9.13)

Тогда выражение для полной информации с учетом (9.10) и (9.13) примет вид

clip_image031 (9.14)

Полученное выражение можно использовать в качестве критерия для оценки информационной емкости математической модели.

Для практического использования выражения (9.14) необходимо установить порядок определения входящих в него вероятностей. Это можно сделать на основе теоремы Бернулли, которая позволяет заменять вероятности событий их частостями. Тогда

clip_image033 clip_image035 clip_image037 (9.15)

где Nj — число попаданий опытных значений выходной величины Y в j-й разряд гистограммы; clip_image039 — число попаданий значений выходной величины clip_image004[2], вычисленной по модели, в i-й столбец таблицы совместного с эффектом Zk распределения, причем все экспериментальные значения факторов заменяются на значения центров соответствующих разрядов; clip_image042 — число попаданий значений выходной величины Y, вычисленной по модели, одновременно в j-ю строку и i-й столбец таблицы совместного с эффектом Zk распределения; N — число опытов.

Загрузка...