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
=0,13318
0,133, теоретические вероятности
попадания значений
в
-й 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 |
|
|
|
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.