【问题标题】:Parameters of gaussian distribution, which is generated using central limit theorem使用中心极限定理生成的高斯分布参数
【发布时间】:2015-05-09 17:13:33
【问题描述】:

在我正在开发的软件(传感器模拟)中,我需要为模拟的传感器信号生成正态分布噪声。我使用了中心极限定理。我生成了 20 个随机数并从中建立了一个平均值来近似高斯分布。

因此,我采用“测量”信号并生成了从 -noiseMax+noiseMax 的 20 个数字并将它们平均。我将结果添加到信号中以产生噪声。

现在,对于我的大学,我必须用 均值方差 来描述这个高斯分布。好的,mean 将是 0 但我完全不知道如何将程序中的 noiseMax 转换为方差。谷歌搜索没有多大帮助。

我不确定 SO 是否适合解决这个问题。抱歉,如果不是。

【问题讨论】:

  • statistics.stackexchange 上可能会更好地接受这个问题,但我认为它在此范围内。

标签: javascript random normal-distribution


【解决方案1】:

好的,所以中心极限定理说足够多的均匀分布变量的平均值将是正态的。在我参加的统计课程中,通常使用 30 作为截止值,因此您可能希望增加模拟的“样本量”。

但是,无论“样本量”如何,您都可以按如下方式找到平均值的标准偏差。

统一变量的标准差是(b-a)/sqrt(12)== noiseMax/sqrt(3)

添加变量时会增加方差,因此n这些变量的和n的标准差为sqrt(n*(noiseMax/sqrt(3))*(noiseMax/sqrt(3)))==noiseMax*sqrt(n/3)

除以n 得到平均值,得到的最终标准差为noiseMax/sqrt(3*n)。在你的情况下,sigma = noiseMax * 0.12909944487

【讨论】:

    【解决方案2】:

    根据理论 POV,这称为 Irwin-Hall 分布

    产生 N(0,1) 的最简单方法是 12 个均匀 RN 之和减去 6,无需缩放

    一般来说,要了解如何计算方差,请查看

    http://en.wikipedia.org/wiki/Irwin%E2%80%93Hall_distribution

    我还建议查看以下文章中的数值表:http://en.wikipedia.org/wiki/68%E2%80%9395%E2%80%9399.7_rule

    例如,如果要使用 12 个统一数字的总和(减 6),那么最小值将是 -6(正好 -6*sigma),最大值将是 +6(正好 +6*sigma) .查看表格,超出范围的预期频率是多少?答案:1/506797346。因此,十亿分之一的事件将落在 +-6sigma 之外,但 Irwill-Hall(12) rng 将错过它。因此,您可以判断它是否适合您的特定模拟

    【讨论】:

    • 因提及 Irwin-Hall-Distribution 给您加 1。但是@k_g 的答案包含我一直在寻找的现成公式——这就是我接受他的答案的原因。
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