统计学第十二周打卡:回归分析

本文介绍了统计学中的回归分析,包括一元线性回归的相关关系、相关系数及其显著性检验、最小二乘法和拟合优度检测。接着讨论了多元线性回归,增加了自变量,进一步解释了线性关系的检验、回归系数的检验以及预测和残差分析的重要性。

一元线性回归

  • 相关关系

定义:变量间存在不确定数量关系,称为相关关系。
描述:正相关、负相关、完全正线性相关、完全负线性相关、非线性相关、不相关
指标:相关系数r
在这里插入图片描述
取值范围:[-1,1];绝对值r小于0.3,为不相关;0.3-0.5之间,为低度相关;0.5-0.8,为中度相关;0.8+,为重度相关。
显著性检验:因为r是计算样本数据的相关性,会受到抽样波动的影响,因此是否能够用样本的r值呈现总体的特征,需要考察样本相关系数的可靠性,故需要做显著性检验。(具体验证方法,参考t分布方法)

  • 最小二乘法

距离各个观测值最近一条的直线,该直线为一元一次方程。
在这里插入图片描述

  • 拟合优度检测

1、判定系数
回归直线与各个观测点的接近程度称为回归直线对数据的拟合优度。为判别,需要计算判定系数。
总平方和SST=回归平方和SSR+残差平方和SSE
R=SSR/SST,
2、估计标准误差
均方残差的平方根

  • 显著性检验

回归分析主要目的是用自变量X预测因变量Y的变化情况,算出回归方程后不能马上使用,因为是根据样本计算得出,需要确定显著性,才能确定是否是否真实反应X与Y之间的关系。
1、线性关系的检验
实际应用中,看P值情况即可。内在逻辑为:F检验。
2、回归系数的检验
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  • 回归预测

点估计和区间估计。
预测一个值或者预测一个范围。

在这里插入图片描述

  • 残差分析
    在这里插入图片描述

多元线性回归

在一元线性回归基础上,再加一个X。

该数据集通过合成式模拟了多种发动机在运行过程中的传感器监测数据,旨在构建一个用于机械系统故障检测的基准资源,特别适用于汽车领域的诊断分析。数据按固定时间间隔采集,涵盖了发动机性能指标、异常状态以及工作模式等多维度信息。 时间戳:数据类型为日期时间,记录了每个数据点的采集时刻。序列起始于2024年12月24日10:00,并以5分钟为间隔持续生成,体现了对发动机运行状态的连续监测。 温度(摄氏度):以浮点数形式记录发动机的温度读数。其数值范围通常处于60至120摄氏度之间,反映了发动机在常规工况下的典型温度区间。 转速(转/分钟):以浮点数表示发动机曲轴的旋转速度。该参数在1000至4000转/分钟的范围内随机生成,符合多数发动机在正常运转时的转速特征。 燃油效率(公里/升):浮点型变量,用于衡量发动机的燃料利用效能,即每升燃料所能支持的行驶里程。其取值范围设定在15至30公里/升之间。 振动_X、振动_Y、振动_Z:这三个浮点数列分别记录了发动机在三维空间坐标系中各轴向的振动强度。测量值标准化至0到1的标度,较高的数值通常暗示存在异常振动,可能与潜在的机械故障相关。 扭矩(牛·米):以浮点数表征发动机输出的旋转力矩,数值区间为50至200牛·米,体现了发动机的负载能力。 功率输出(千瓦):浮点型变量,描述发动机单位时间内做功的速率,取值范围为20至100千瓦。 故障状态:整型分类变量,用于标识发动机的异常程度,共分为四个等级:0代表正常状态,1表示轻微故障,2对应中等故障,3指示严重故障。该列作为分类任务的目标变量,支持基于传感器数据预测故障等级。 运行模式:字符串类型变量,描述发动机当前的工作状态,主要包括:怠速(发动机运转但无负载)、巡航(发动机在常规负载下平稳运行)、重载(发动机承受高负荷或高压工况)。 数据集整体包含1000条记录,每条记录对应特定时刻的发动机性能快照。其中故障状态涵盖从正常到严重故障的四级分类,有助于训练模型实现故障预测与诊断。所有数据均为合成生成,旨在模拟真实的发动机性能变化与典型故障场景,所包含的温度、转速、燃油效率、振动、扭矩及功率输出等关键传感指标,均为影响发动机故障判定的重要因素。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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