МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"Харківський політехнічний інститут"

Ю. С. Грищук

ОСНОВИ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів

Харків НТУ «ХПІ» 2008

ББК 31.264з

Г85

УДК 621.311.6

Рецензенти:

О. Д. Черенков, д-р. техн. наук, професор, ХНТУСГ;

В. В. Кузьмін, д-р. техн. наук, зам. директора з наукової роботи;

М. I. Шпика, канд. техн. наук, зав. проектно-конструкторським і науково-дослідним відділом ДП, з-д «Електроважмаш»;

А. Б. Богаєвський, канд. техн.. наук, доцент, ХНАДУ

Грищук, Ю. С.

Г85 Основи наукових досліджень [Текст] : навч. посібник / Ю. С. Грищук. -Харків : НТУ «ХПІ», 2008. - 232 с.

ISBN 978-966-593-678-7

Розглянуто основні процеси наукових досліджень, методики і методи, теорія планування експерименту, лабораторний практикум, питання автоматизації експериментальних досліджень, обробки та оформлення їх результатів із застосуванням мікро контролерів і ЕОМ. Наведено приклади, завдання, контрольні запитання і варіанти задач.

Призначено для студентів електромеханічних спеціальностей 7092206 - «Електричні машини і апарати», 7092205 - «Електропобутова техніка» і може бути корисним для студентів технічних вузів, аспірантів, наукових та інженерно-технічних працівників.

ББК 31.264 з

© Ю. С. Грищук, 2008

ЗМІСТ

Передмова

1.Загальні питання наукових досліджень

1.1.Основні етапи процесу наукових досліджень

1.2.Методологія, методика й методи наукових досліджень

1.2.1.Методологія наукових досліджень

1.2.2.Методика й план-програма наукових досліджень

1.2.3.Методи наукових досліджень

1.2.4.Загальнонаукові методи

1.2.5.Математичне моделювання

2.Експериментальні дослідження

2.1.Помилки експерименту

2.2.Види експериментів

2.3.Планування експерименту. Основні поняття й терміни

2.3.1.Об'єкт дослідження і його математична модель

2.3.2.Вимоги до відгуків і факторів

2.3.3.План експерименту

2.4.Визначення математичних моделей методом найменших квадратів (МНК)

2.4.1.МНК для функції однієї змінної

2.4.2.МНК для лінійної функції декількох змінних

2.4.3.МНК для ортогональних планів

3.Ортогональні плани багатофакторних експериментів

3.1.Ортогональні плани першого порядку

3.2.Повний факторний експеримент ПФЕ

3.3.Дробовий факторний експеримент ДФЕ

3.4.Ортогональні центрально-композиційні плани другого порядку

3.5.Трирівневі плани повного факторного експерименту ПФЕ З^m

3.6.Дробові ортогональні центрально-композиційні плани

4.Ротатабельні плани другого порядку

4.1. Стратегія багатофакторних експериментальних досліджень

5.Реалізація ортогональних планів

5.1.Проведення експериментальних досліджень

5.2.Оцінка однорідності експерименту

5.3.Оцінка точності й статистичної значущості результатів досліджень

5.4.Оцінка статистичної значущості коефіцієнтів й адекватності математичної моделі

5.5.Приклад статистичного аналізу результатів багатофакторного експерименту

5.6.Способи підвищення точності математичної моделі

6.Лабораторний практикум

6.1.Лабораторна робота №1. Розробка плану багатофакторного експерименту ПФЕ і математичної моделі першого порядку

6.2.Лабораторна робота №2. Побудова планів і математичних моделей першого порядку з нелінійностями

6.3.Лабораторна робота №3. Побудова математичних моделей на основі дробових планів ДФЕ

6.4.Лабораторна робота №4. Побудова математичних моделей другого порядку на основі ортогональних центрально-композиційних планів (ОЦКП)

6.5.Лабораторна робота №5. Побудова математичних моделей другого порядку на основі дробових планів (ДОЦКП)

6.6.Лабораторна робота №6. Статистична обробка результатів

6.7.Лабораторна робота №7. Обробка багатофакторних експериментів

7.Автоматизація досліджень електричних апаратів

7.1.Застосування мікроконтролерів МК 51 при автоматизації досліджень електричних апаратів

7.2.Структурна схема АСУ ТПД з паралельними АЦП

8.Оформлення результатів наукових досліджень

8.1.Форми наукової продукції

8.2.Вимоги до оформлення документів

8.3.Рекомендації щодо оформлення матеріалів

Список літератури

Додаток 1. Приклади алгоритмів і результатів розрахунку коефіцієнтів математичних моделей першого й другого порядку

Додаток 2. Таблиці випадкових чисел і статистичних критеріїв

Додаток 3. Варіанти даних для лабораторних робіт