Statistical analysis is helpful for better understanding of the processes which take place in agricultural ecosystems. Particular attention should be paid to the processes of crops’ productivity formation under the influence of natural and anthropogenic factors. The goal of our study was to provide new theoretical knowledge about the dependence of vegetable crops’ productivity on water supply and heat income. The study was conducted in the irrigated conditions of the semi-arid cold Steppe zone on the fields of the Institute of Irrigated Agriculture of NAAS, Kherson, Ukraine. We studied the historical data of productivity of three most common in the region vegetable crops: potato, tomato, onion. The crops were cultivated by using the generally accepted in the region agrotechnology. Historical yielding and meteorological data of the period 1990–2016 were used to develop the models of the vegetable crops’ productivity. We used two approaches: development of pair linear models in three categories (“yield – water use”, “yield – sum of the effective air temperatures above 10°C”); development of complex linear regression models taking into account such factors as total water use, and temperature regime during the crops’ vegetation. Pair linear models of the crops’ productivity showed that the highest effect on the yields of potato and onion has the water use index (R2 of 0.9350 and 0.9689, respectively), and on the yield of tomato – temperature regime (R2 of 0.9573). The results of pair analysis were proved by the multiple regression analysis that revealed the same tendencies in the crop yield formation depending on the studied factors.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of the study was to establish the strength and direction of the relationship between daily temperature of river water and air with the use of selected estimation methods. The relationship was assessed for the River Noteć and its tributaries (Western Poland), using the cross-correlation function and Granger causality. The study established cause-and-effect relations for “water–air” and “air–water” directions of influence. It was confirmed that forecasting the pattern of flowing water temperature from changes in air temperature yields better results when done based on data from the previous day. Results of modelling the relationship between data series with the use of the linear and natural cubic splines models confirmed the presence of a nonlinear relation. It was also established that there is a statistically significant correlation of random fluctuations for both temperature series on the same days. This made it possible to confirm the occurrence of short-term connections between water and air temperature. The results can be used to determine the qualities of thermal regimes and to predict temperature of river waters in the conditions of climate change.
In this paper a simple four-point, in terms of time, but eight-value in total, identification method has been developed for the second-order linear Nomoto steering model. The algorithm intrinsically uses the zigzag test data in that it inherited some principles of the well-known procedure for the first-order model, from which it is essentially derived. The performance evaluation was then conducted with both simulated and real data. However, the results of these early, unprecedented efforts are far from satisfactory. Some potential sources of difficulties have been discussed. This calls for further research and improvement in order to provide a practical application of the method.
This paper presents a novel step forward in finding the loads of particular mooring ropes that balance the steady environmental excitations for a ship staying at berth. The industrial static equilibrium method for a rough assessment of ship mooring safety is considered to be well-established. The static loads are directly related to the rope’s MBLs (minimum breaking loads) while applying a certain safety margin (usually 50%). The problem is reduced to a set of linear equations that may be solved analytically. The generality in terms of arbitrary horizontal and vertical angles of mooring ropes is preserved. All derivations are provided to enhance trust in the very simple yet absolutely accurate and fast linear solution. The accuracy is studied both analytically, throughout all the development stages, and finally by comparison to the exact numerical solution of the original nonlinear equilibrium equations for an exemplary mooring pattern. A discussion of selected effects in load distribution is also given. Using the approach presented, for instance, we can efficiently test mooring safety when any mooring rope of the set is accidentally broken.
Wstęp i cel: W pracy przedstawiono przykład planowania oraz realizacji eksperymentu technologicznego z wykorzystaniem planu badawczego umożliwiającego zminimalizowanie liczby doświadczeń przeprowadzanych na stanowisku badawczym. Materiał i metody: Doświadczenia wykonywano na próbkach ze stopu AZ91, z trzykrotną powtarzalnością, według planu statycznego determinowanego dwupoziomowego PS/DK 23. Badano wpływ parametrów kulkowania strumieniowego na wytrzymałość zmęczeniową. Wyniki: Opracowano model matematyczny liniowy ujmujący wpływ wejściowych parametrów procesu kulkowania na granicę wytrzymałości zmęczeniowej i stwierdzono skuteczność tej metody obróbki. Wnioski: Wykazano przydatność zastosowanej metodyki realizacji eksperymentu do badań technologicznych. Stwierdzono, że zastosowana procedura realizacji eksperymentu jest łatwa do przeprowadzenia i efektywna przy bardzo małej liczbie doświadczeń.
EN
Introduction and aim: The work is an example of the planning and realization of the technological experiment with the use of research plan that allows to minimize the number of experiments carried out on the test stand. Material and methods: The investigation were realized using made of AZ91 samples, according to the static, determined, two-level plane PS/DK 23. All the investigations and measurements were repeated at least three times. The influence of shot peening parameters on the fatigue strength was investigated. Results: A linear mathematical model showing the shot peening input parameters influence on bending fatigue strength was obtained and the efficacy of this treatment was stated. Conclusions: The usefulness of the used methodology for technological experiments was confirmed. It was stated that used procedure is easy for execute and effective with very small number experiments on the test stand.
W artykule przedstawiono projekty manipulatorów równoległych o strukturach 3(TRRR) i 3(TRTR) charakteryzujące się liniowymi modelami opisu kinematyki. Manipulatory mogą mieć zastosowanie jako zadajniki typu haptic device do zadawania ruchu w systemach telemanipulacji i jako mechanizmy posuwów podstawowych dla maszyn obróbczych typu frezarka CNC lub w konstrukcji maszyn do szybkiego prototypowania. Dzięki odpowiedniemu doborowi schematu kinematycznego oraz parametrów geometrycznych mechanizmu, platforma ruchoma manipulatora może przemieszczać się w przestrzeni 30 dokładnie odtwarzając składowe x-y-z z translacyjnych układów napędowych ulokowanych na podstawie i z zachowaniem stałej orientacji. Rozwiązania charakteryzują się przejrzystością konstrukcji, prostotą układu kinematycznego, zwartością i lekkością oraz niskim kosztem wykonania. Przedstawione koncepcje stanowią kolejne rozwinięcie wcześniejszych rozwiązań autora w zakresie robotycznych rekonfigurowalnych równoległych systemów modułowych pozwalających na różne sposoby zapewnić obsługę szerokiej gamy różnorodnych procesów. W konstrukcjach manipulatorów zastosowano ogólnie dostępne na rynku gotowe podzespoły.
EN
Three concepts of mechanical design of parallel manipulators with 3(TRRR) and 3(TRTR) structures are presented in the paper. Manipulators can be applied as haptic devices with force feedback control in telemanipulation, or as a support mechanisms in new CNC machines, and in the novel solutions of machines for rapid prototyping. Special kinematic system and kinematic parameters of presented solutions cause that kinematic model of the manipulator is linear and is not dependent on the other factors. Manipulator has 3 DOF's and can move the platform with constant orientation with linear input-output equations. Presented solutions are simple, compact and relatively cheap.
The present survey, as part of larger project, is devoted to properties of pure linear models of yaw motion for directionally stable ships, of the first- and second-order, sometimes referred to as the Nomoto models. In rather exhaustive way, it exactly compares and explains both models in that what is being lost in the zigzag behaviour, if the reduction to the simpler, first-order dynamics (K-T model) is attempted with the very famous [Nomoto et al., 1957] approximation: T = T1+T2-T3. The latter three time constants of the second-order model, more physically sound, are strictly dependent on the hydrodynamic coefficients of an essential part of the background full-mission manoeuvring model. The approximation of real ship behaviour in either of the mentioned linearity orders, and the corresponding complex parameters may facilitate designing and evaluating ship steering, and identifying some regions of advanced nonlinear models, where linearisation is valid. As a novel outcome of the conducted investigation, a huge inadequacy of such a first-order model for zigzag simulation is reported. If this procedure is used for determining steering quality indices, those would be of course inadequate, and the process of utilizing them (e.g. autopilot) inefficient.
PL
W artykule przedstawiono analizę krytyczną konsekwencji upraszczania równania liniowego Nomoto drugiego rzędu prędkości kątowej statku do postaci pierwszego rzędu z punktu widzenia symulacji próby wężowej. Stwierdzono nieadekwatność (niezgodność z pierwotnym zachowaniem) zredukowanego modelu przy zastosowaniu klasycznych kryteriów [Nomoto et al., 1957]. Model drugiego rzędu (4-parametrowy) prędkości kątowej bezpośrednio wynika z elementarnego układu dwóch sprzężonych liniowych równań róźniczkowych prędkości kątowej i kąta dryfu — zmiennych opisujących podstawowe ruchy manewrowe statku. Choć dziedziczy ścisłe podstawy hydrodynamiczne, model drugiego rzędu jest wciąż trudny do identyfikacji w oparciu o proste próby manewrowe, m.in. wspomnianą próbę wężową. Tym samym również jego zastosowanie w projektowaniu (manewrowym) statku, okrętowych systemów sterowania, np. autopilotów, i w ocenie właściwości manewrowych statku jest jak na razie ograniczone. Zupełnie odmiennie przedstawia się sytuacja dla modelu pierwszego rzędu (2-parametrowego, tzw. K-T). Model ten jest bardzo popularny i łatwo identyfikowalny. Jednakże jeśli parametry modelu pierwszego rzędu zostały wyznaczone według próby wężowej, to nie można ich wykorzystać w identyfikacji powyższego bazowego układu równań. Z kolei jeśli parametry te zostały określone na podstawie parametrów modelu drugiego rzędu (~ współczynników hydrodynamicznych równań) przy użyciu krytykowanej metody redukcji, to model pierwszego rzędu nie zapewnia adekwatnej symulacji próby wężowej, co ogranicza niektóre jego zastosowania.
W pracy rozpatrzono modele prawdopodobieństwa stosowane do analizy zmiennej dychotomicznej:liniowy (MLIN), logitowy (MLOG) oraz probitowy (MPRO). Szczególną uwagę zwrócono na ocenę jakości modelu wynikającą z wartości błędów: MSE (wzór (26)), MAE (wzór (27)), ważoną sumę kwadratów (wzór (28)) oraz zaproponowaną w pracy ważoną sumę wartości bezwzględnych (wzór (37)) . W tym celu wykonano symulacje komputerowe z wykorzystaniem generatora liczb losowych o rozkładzie Bernoulliego.
EN
The study examined probability models used to analyze the dichotomous variable: linear (MLIN), logit (MLOG) and probit (MPRO). Particular attention was paid to the assessment of the quality of the model resulting from the errors: MSE (formula (26)), MAE (formula (27)), the weighted sum of the squares (formula (28)) and the work proposed in the weighted sum of the absolute values (formula (37) ). To this end, computer simulations were performed using a random number generator distributed Bernoulli
The present work focuses on the modeling and analysis of mechanical properties of structural steel. The effect of major alloying elements namely carbon, manganese and silicon has been investigated on mechanical properties of structural steel. Design of experiments is used to develop linear models for the responses namely Yield strength, Ultimate tensile strength and Elongation. The experiments have been conducted as per the full factorial design where all process variables are set at two levels. The main effect plots showed that the alloying elements Manganese and Silicon have positive contribution on Ultimate tensile strength and Yield strength. However, Carbon and Manganese showed more contribution as compared to Silicon. All three alloying elements are found to have negative contribution towards the response- Elongation. The present work is found to be useful to control the mechanical properties of structural steel by varying the major alloying elements. Minitab software has been used for statistical analysis. The linear regression models have been tested for the statistical adequacy by utilizing ANOVA and statistical significance test. Further, the prediction capability of the developed models is tested with the help of test cases. It is found that all linear regression models are found to be statistically adequate with good prediction capability. The work is useful to foundrymen to choose alloying elements composition to get desirable mechanical properties.
Przedstawiono analizę właściwości dynamicznych histerezowego układu regulacji prądu i jego liniowego modelu zastępczego stosowanego w układach napędowych.
EN
The paper presents analysis of dynamic characteristics of hysteresis system for current control and its equivalent linear model used in drive systems.
W artykule przedstawiono kontakt skrętny z uwzględnieniem sił tarcia i powierzchniowej chropowatości stosując model liniowy i stochastyczny. Oba podejścia podają ogólne rozwiązanie osiowosymetrycznego kontaktu skrętnego biorąc pod uwagę częściowe poślizgi i sprowadzają się do równań całkowych, które rozwiązywane są numerycznie. Podejścia różnią się od klasycznego rozwiązania, w którym używana jest teoria Hertza. Rezultaty są zgodne z wynikami dotyczącymi klasycznych zagadnień kontaktu skrętnego.
EN
The paper is concerned with the linear and stochastic modelling of a torsional contact, taking into account friction forces and boundary roughness. Both approaches provide a general solution to the problem of axially symmetric torsion contact, taking into consideration partial slip. The partial slip problem was reduced to integral equations, which were solved numerically. The approaches differ from the classical solution, in which the Hertz theory is used. The results are in agreement with the results provided by the classical solutions to torsional contact problems.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an application of the loading force identification method, based on the inversion of regressive parametric models, in the reconstruction of rail irregularities. The irregularities are identified from the accelerations of vibration signals measured on the axle boxes of the vehicles in motion. The experimental test results showed that, in the case of measurement data corrupted by noise, nonlinear models provide a slightly better accuracy of inversion than linear ones. In the paper both numerical and experimental verification of the method are shown.
W pracy zaprezentowano wyniki badań dotyczących tarcia kinetycznego i statycznego rozdrobnionych pędów miskanta olbrzymiego. Jako czynniki stymulujące przebieg tego zjawiska uwzględniono: wilgotność pędów, siłę nacisku oraz rodzaj materiału konstrukcyjnego. Stwierdzono istotność wpływu wilgotności na wartość współczynników tarcia obliczonych według modelu Coulomba dla tarcia statycznego oraz modelu Amontonsa dla tarcia kinetycznego. Zaproponowany model tarcia uwzględniający nacisk oraz wilgotność materiału cechuje się dużą wiernością dopasowania do wyników pomiarów (R2 = 0,91-0,98).
EN
The paper presents results of the research on kinetic and static friction of shredded Miscanthus giganteus sprouts. The following factors were taken into account as elements stimulating the progress of this effect: humidity of sprouts, pressure force and constructional material type. The research allowed to observe the significance of humidity impact on the values of friction coefficients computed according to the Coulomb model for static friction and Amontons model for kinetic friction. The proposed friction model taking into account pressure and material humidity is characterised by high accuracy of the adjustment to measurement results (R2 = 0.91-0.98).
Izotermy sorpcji wyznaczono metodą grawimetryczną w temperaturze 20°C. Równowagowa zawartość wody była zależna od typu produktu oraz alc. Wyraźny wzrost zawartości wody stwierdzono we wszystkich badanych preparatach przy o„. około 0.75. Wyznaczano pojemności monowarstwy badanych preparatów i na ich podstawie powierzchnię właściwą sorpcji oraz aw odpowiadającą monowarstwie. Wartości stałej energetycznej wskazywały na fizyczną naturę badanego procesu.
EN
Sorption isotherms w erę determined by the gravimetric method at 20°C. The eąuilibrium water content depended on a product type and a value of o,,. A distinct increase in the water content was observed in ał! preparations for a value of ať equal to about 0.75. The monolayer capacity was determined and then used to calculate the sorption specific surface and a value of a„ corre-sponding to the monolayer. A value of the energy constant indi-cated a physica! character of the process under investigation.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono i opisano kolejne kroki niezbędne do budowy modelu ekonometrycznego mającego za zadanie opisanie zależności pomiędzy kosztami a wielkością produkcji w kopalni węgla kamiennego. Zadanie sprowadza się do poszukiwania modelu liniowego z jedną zmienną objaśniającą. Przedstawiono matematyczny zapis problemu oraz możliwość zastosowania modelu do wyznaczenia udziału kosztów zmiennych w analizowanym koszcie produkcji. Opracowano schemat budowy i weryfikacji takiego modelu w oparciu o literaturę tematu, uwzględniając jednocześnie specyfikę wykorzystanych narzędzi wspomagających proces modelowania Program Statistica v. 6.0. Zastosowanie tego programu wspomaga proces weryfikacji modelu, gdyż program sam wyznacza szereg statystyk pozwalających na ominięcie procesu ich obliczania. Do szacowania modelu zastosowano metodę najmniejszych kwadratów. Dlatego szczególną uwagę zwrócono na problem weryfikacji modelu, tak by spełniał on założenia leżące u podstaw stosowania tej metody. Zaproponowano weryfikację parametrów strukturalnych modelu oraz wszechstronną weryfikację reszt. Schemat pełnej weryfikacji modelu składa się z 13 kroków. W każdym z kroków opisano procedurę niezbędną dla zweryfikowania badanej cechy modelu oraz podano warunek jaki musi być spełniony, by można było przejść do kroku następnego. W przypadku braku pozytywnej weryfikacji w dowolnym z kroków należy albo zmodyfikować serię danych wejściowych, albo zrezygnować z modelu. Podano warunki eliminacji niektórych danych wejściowych. Przedstawiony schemat zilustrowano budując model zależności kosztów wynagrodzeń od wydobycia dla jednej z kopalń węgla kamiennego. Model ten został zweryfikowany pozytywnie i został użyty do określenia udziału kosztów zmiennych w kosztach wynagrodzeń w tej kopalni.
EN
The paper presents the sequence of steps that are necessary to construct an econometric model describe the dependency between cost and production in coal mine. The task is delimited to linear model explanatory variable. The mathematic equation of the problem is given and the possibility of model application for evaluation the share of variable costs in analysed costs is shown. The diagram of the process of construction and validation of the model was worked out basing on a wide bibliography and it takes into account the usage of Statistica v. 6.0 program. The program facilitates the process of model verification as it estimates a range of statistics. The least square method is applied for the model estimation. That is why the special attention is paid to the validation of the model to assure that the assumptions needed for application of the method are fulfilled. Verification of the structural parameters of the model is advised as well as multidimensional check out of residual errors. The scheme of full verification of the model consists of 13 steps. In each step the procedure of validation the particular feature of the model components is described and the criteria of positive verification are given. Only the positive result of validation entitles for going to the next step of the process. In case of negative verification at any step it is necessary to modify the set of input data or reformulate the model. The conditions of rejection of some input data are given. The procedure is illustrated with the process of construction and validation of the model where the costs of salaries are dependent from coal production level in one of coal mines. The model was fully verified and finally is used for evaluation the share of variable costs in salary costs in the coal mine.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an attempt to implement the classification method for linear diagnostic model of alternator. Method basis on the signal feature extractions, with the use of frequency methods, with selection of the variables basis on Principal Component Analysis (PCA) and linear discrimination analysis (LDA). The consideration has been carried out on the grounds of the faults of a bridge-rectifier.
PL
W pracy przedstawiono próbę implementacji metody klasyfikacji dla liniowego modelu diagnostycznego alternatora. Metoda opiera się na ekstrakcji cech sygnału z wykorzystaniem metod częstotliwościowych, z selekcją zmiennych opartych na metodzie analizy składników głównych (PCA) i liniowej analizy dyskryminacyjnej (LDA). Rozważania przeprowadzono w odniesieniu do uszkodzeń mostka prostowniczego.
Określono możliwości zastosowania matematycznego opisu zmian cech krytycznych zamrożonych truskawek w prognozowaniu ich trwałości. W wyniku przeprowadzenia analizy regrosji funkcji i oceny jej dopasowania do danych empirycznych, stwierdzono dla modelu o postaci liniowej większą uniwersalność do prognozowania trwałości zamrożonych truskawek.
EN
The studies dealing with the use of mathematical description of changes of critical properties of frozen strawberries in the prognosis of their storage life were performed. As a result of the regression analysis of function and its adjustment to the empirical data, it was stated that the linear model revealed a more general character in the prognosis of storage life of frozen strawberries.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A new kind of linear model with partially variant coefficients is proposed and a series of iterative algorithms are introduced and verified. The new generalized linear model includes the ordinary linear regression model as a special case. The iterative algorithms efficiently overcome some difficulties in computation with multidimensional inputs and incessantly appending parameters. An important application is described at the end of this article, which shows that this new model is reasonable and applicable in practical fields.
Least squares (LS) estimation is one of the most important tools in geodetic data analysis, However, its prevailing use is not often complemented by an objective view of its rudiments, Within the standard formalism of LS estimation theory there are actually several paradoxical and curious issues which are seldom explicitly formulated. The aim of this expository paper is to present some of these issues and to discuss their implications for geodetic data analysis and parameter estimation problems, In the first part of the paper, an alternative view of the statistical principles that are traditionally linked to LS estimation is given. Particularly, we show that the property of unbiasedness for the ordinary LS estimators can be replaced with a different, yet equivalent, constraint which implies that the numerical range of the unknown parameters is boundless. In the second part of the paper, the shortcomings of the LS method are exposed from a purely algebraic perspective, without employing any concepts from the probabilistic/statistical framework of estimation theory, In particular, it is explained that what is 'least' in least squares is certainly not the errors in the estimated model parameters, and that in every LS-based inversion of a linear model there exists a critical trade-off between the Euclidean norms of the parameter estimation errors and the adjusted residuals
PL
Estymacja metodą najmniejszych kwadratów (LS) jest jednym z najważniejszych narzędzi w analizowaniu danych geodezyjnych. Jednakże powszechne korzystanie z tej metody nie zawsze idzie w parze z pelnym uświadomieniem sobie jej podstaw. W standardowym formalizmie teorii estymacji LS w rzeczywistości istnieje kilka paradoksalnych i osobliwych zagadnień rzadko formułowanych wprost. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie niektórych z tych zagadnień i przedyskutowanie ich konsekwencji w analizie danych geodezyjnych oraz problematyce estymacji parametrów. W pierwszej części pracy przedstawiony jest alternatywny pogląd na podstawy statystyczne, które są tradycyjnie łączone z estymacją LS. W szczególności pokazano, że właściwość nieobciążoności dla zwykłych estymatorów LS może być zastąpiona przez inne, równoważne jej uwarunkowanie, które powoduje, że zakres numeryczny nieznanych parametrów jest nieograniczony. W drugiej części pracy przedstawiono wady metody LS z czysto algebraicznego punktu widzenia, bez uwzględnienia pojęć z zakresu probabilistycznego/statystycznego teorii estymacji. W szczególności wyjaśnione zostało, do czego odnosi się 'najmniejszy' (Ieast) w metodzie najmniej szych kwadratów. Z pewnością nie odnosi się do błędów wyznaczanych parametrów modelu. Ponadto stwierdzono, że w kazdej inwersji modelu liniowego opartej na metodzie LS istnieje krytyczna zamiana pomiędzy normami euklidesowymi blędów wyznaczanych parametrów i wyrównanych residuów.
Niniejszy artykuł przedstawia pakiet MITforRD, będący modułem identyfikacji obiektów w systemie AMandD. Opisano budowę wewnętrzną oraz możliwości pakietu w zastosowaniu do modeli różnych typów wraz z algorytmami ich identyfikacji. Przedstawiono rozproszone środowisko obliczeniowe wbudowane w pakiet oraz możliwości jego rozszerzania.
EN
This paper presents the object identification software for AMandD system called MITforRD. Internal structure as well as software possibilities in area of identification of different kinds of models are described. Special attention was focused on self configurable, distributed calculation environment, embedded as a part of MITforRD. The possibilities of software extension is presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.