Критерии согласия  в автосервисе

Ладин Р.А., Данилов А.М.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

 

Установим согласованность «теоретического» нормального закона распределения со статистическим распределением люфта  (случайной величины) в рулевом управлении. Для этого воспользуемся методами теории проверки статических гипотез. А именно, критериями согласия, с помощью которых определяют качество согласования гипотетического теоретического закона распределения случайной величины с экспериментальными данными  (из расхождений между теоретическими вероятностями  и наблюденными частотами ). В качестве меры расхождения между «теоретическим» и статистическим распределениями будем рассматривать случайную величину

.

Отклонения  относятся к разным разрядам, поэтому по значимости они, в общем случае, не равноправны: одно и то же по абсолютной величине отклонение может быть малозначительным, если сама вероятность  велика, и очень заметным, если она мала. Поэтому веса  обычно  принимаются пропорциональными вероятностям разрядов , то есть предполагается, что . Возникает вопрос, как выбрать коэффициент пропорциональности .  Известно, если число опытов , а , то закон распределения  практически не зависит от функции распределения и от числа опытов , а зависит только от числа разрядов . А именно, закон распределения  приближается к распределению  с плотностью распределения

где  гамма-функция . Как видим, распределение  зависит от числа степеней  свободы .  Оно равно числу разрядов за исключением числа независимых условий (связей), наложенных на частоты :

,  ,  ,

так что  . 

При этом

.

Если величина  действительно распределена по нормальному закону, то  характеризует вероятность того, что за счет чисто случайных причин мера расхождения  теоретического нормального и статистического распределений не превосходит величину , то есть

.

Воспользуемся приведенной методикой для оценки нормальности распределения  люфта (в градусах) в рулевом управлении. Статистический ряд, полученный по экспериментальным данным, приводится в таблице 1.

Таблица 1.

Интервал

4,28-4,38

4,38-4,48

4,48-4,58

4,58-4,68

4,68-4,78

4,78-4,88

4,88-4,98

Частота

4

9

17

30

27

11

2

Относительная частота

0,04

0,09

0,17

0,30

0,27

0,11

0,02

 

По приведенным выше формулам вычислим эмпирическое среднее 4,638, выборочное среднее квадратическое отклонение =0,133180,133, теоретические вероятности  попадания значений  в   разряд (табл.2).

Таблица 2.

Интервал

Эмпирическая

частота

Вероятность

Теоретическая частота

4,28-4,38

4

0,0233

2,33

2,7889

1,197

4,38-4,48

9

0,0930

9,30

0,009

0,0097

4,48-4,58

17

0,2123

21,23

17,8929

0,8428

4,58-4,68

30

0,2909

29,09

0,8281

0,0285

4,68-4,78

27

0,2324

23,24

14.1376

0,6083

4,78-4,88

11

0,1093

10,93

0,0289

0,0026

4,88-4,98

2

0,0301

3,01

1,0201

0,3389

 

 

∑0,9913

 

 

=∑3,0278

 

Для выбранного уровня значимости    при числе степеней свободы   по таблице - распределения находим критическое значение .  Так как , т.е. , то нет оснований отвергнуть гипотезу о нормальном распределении значений люфта.

Некоторые другие примеры использования критериев согласия рассматриваются в [1,2].

 

Литература

1.     Данилов А.М.,Гарькина И.А., Домке Э.Р. Математическое и компьютерное моделирование сложных систем. - Пенза: ПГУАС, 2011. -296 с.

2.     Данилов А.М., Гарькина И.А. Теория вероятностей и математическая статистика с инженерными приложениями. - Пенза: ПГУАС, 2010 г. -  228 с.