§ 6.5. Адаптивный синтез оптимальных факторных планов эксперимента
6.5.1. Постановка задачи
Рассмотрим применение эволюционного адаптивного алгоритма случайного поиска для синтеза оптимальных факторных планов эксперимента [180].
Пусть исследуемое явление зависит от
факторов
и каждый фактор
имеет
варьируемых уровней
Тогда факторное пространство
образуется
возможными точками эксперимента
Пусть количество планируемых экспериментов равно
т. е. план эксперимента О определяется
точками:
где
причем некоторые точки плана могут совпадать. Тогда для точного определения оптимального плана
надо произвести перебор из
планов, что практически осуществимо лишь при малых
и
Возникает необходимость в эффективном усечении перебора. Это можно сделать с помощью алгоритма эволюционной адаптации.
Рассмотрим модель объекта, линейную относительно ее параметров:
где
— заданная система функций, обычно полиномиальная, т. е. вида
Матрица
, как видно, определяет выбор системы функций
, где
целочисленные неотрицательные показатели степени. Критерий эффективности здесь, как и в § 4.4, задается на дисперсионной матрице искомых параметров
где
— дисперсионная матрица (4.4.15) вектора параметров С, зависящая от синтезируемого плана
Для определенности в качестве критерия был выбран определитель дисперсионной матрицы (обобщенная дисперсия), минимум которого соответствует максимуму определителя информационной матрицы Фишера (4.4.10), т. е.
-оптимальному плану.