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1、第8章正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)一、正交表1.作用正交表:是根據(jù)組合數(shù)學(xué)的原理排列而成,安排正交試驗(yàn)的因素和水平,決定試驗(yàn)的組合處理的一種特殊表格。2.形式L:正交表源于拉丁方(Latinsquare)t:試驗(yàn)處理數(shù)(Thing)即:正交表的行數(shù);l:因素的水平數(shù)(Level)F:可安排的因素?cái)?shù)(Factor)即:正交表的列數(shù)(包括交互作用列)一、正交表二水平正交表:三水平正交表:混合型正交表:l1:F1個(gè)因素的水平個(gè)數(shù);l2:F2個(gè)因素的水平個(gè)數(shù);......例如:一、正交表3.查正交表的原始數(shù)據(jù)首先要知道:因素(F),水平(l)例:練習(xí)找正交表因
2、素、水平全面試驗(yàn)正交試驗(yàn)F=3,l=2t=23=8t=4F=7,l=2t=27=128t=8F=4,l=3t=34=81t=9F=15,l=2t=215=32768t=16結(jié)論:正交試驗(yàn)可以大大減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理量;問(wèn)題:是否能代替全面試驗(yàn)?二、無(wú)交互作用的正交試驗(yàn)1、確定試驗(yàn)指標(biāo)面塊含油率%――單指標(biāo)試驗(yàn)(要求:含油率低)2、確定試驗(yàn)的因素與水平面塊的油面高度A、油炸溫度B、油炸時(shí)間C。3、選用正交表F=3,l=3:選正交表因素水平A(油面高度cm)B(油炸溫度℃)C(油炸時(shí)間s)12.51606024.01656835.015075二
3、、無(wú)交互作用的正交試驗(yàn)4、將因素水平上列每個(gè)因素上1列;列數(shù)>=因素個(gè)數(shù);得到9個(gè)試驗(yàn)處理5、安排試驗(yàn)(Fisher準(zhǔn)則)設(shè)置區(qū)組:試驗(yàn)環(huán)境相同。隨機(jī)化處理:順序隨機(jī)化,消除系統(tǒng)誤差。重復(fù)試驗(yàn):將重復(fù)試驗(yàn)的均值填入表中yi欄。FTABCD含油率yi%1111127.52122224.93133324.94212325.35223126.06231225.97313226.68321325.19332125.8二、無(wú)交互作用的正交試驗(yàn)6、計(jì)算分析(極差分析法)計(jì)算K值:(各因素水平對(duì)指標(biāo)的總影響)KA1,KB1,KC1;KA2,KB2,K
4、C2;KA3,KB3,KC3。KA1=27.5+24.9+24.9=77.3求k值(各因素水平的平均影響):kA1=KA1/3,…求極差R=kmax-kmin根據(jù)極差判斷因素(影響)主次找出最優(yōu)組合(展望)A2B2C27、試驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)A2B2C2組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),并和直觀分析最佳處理對(duì)比;結(jié)果顯示A2B2C2組合為24.2%,優(yōu)于現(xiàn)有結(jié)果。FtA油高B溫度C時(shí)間D含油率yi%111(160)1(68)127.5212(165)2(60)224.931(2.5)3(150)3(75)324.94212325.35223126.062(3.5
5、)31225.97313226.68321325.193(5.0)32125.8K177.379.478.5含油率小好K277.276.076.0K377.576.677.5k125.7726.4726.17k225.7325.3225.33k325.8325.5325.83R0.101.150.84主次:B→C→A;可能最優(yōu)A2B2C2三、正交試驗(yàn)特點(diǎn)1、正交表的分散性與代表性正交試驗(yàn):減少試驗(yàn)次數(shù),經(jīng)濟(jì)。問(wèn)題:部分試驗(yàn)?zāi)芊翊砣嬖囼?yàn)?右圖所示:每個(gè)面均布3個(gè)點(diǎn)(處理);每條線有1個(gè)試驗(yàn)點(diǎn);正交試驗(yàn)的特點(diǎn):分布均勻分散得到的較優(yōu)組合
6、,具有代表性。2、可比性為何通過(guò)極差能區(qū)分因素主次?為何比較各水平均值k能得出較優(yōu)組合?A3A2A1C1C2C3B3B1B2假設(shè):1)暫不考慮因素間的交互作用;2)試驗(yàn)誤差為隨機(jī)誤差,∑εi~(0,σ2)三、正交試驗(yàn)特點(diǎn)試驗(yàn)指標(biāo)觀察值為:yk=相關(guān)因素水平效應(yīng)之和+隨機(jī)誤差=∑yij+εk(i=因素,j=水平,k=處理)1)試驗(yàn)產(chǎn)生指標(biāo)值(展開(kāi)):y1=yA1+yB1+yC1+ε1①y2=yA1+yB2+yC2+ε2②y3=yA1+yB3+yC3+ε3③y4=yA2+yB1+yC2+ε4④y5=yA2+yB2+yC3+ε5⑤y6=yA2
7、+yB3+yC1+ε6⑥y7=yA3+yB1+yC3+ε7⑦y8=yA3+yB2+yC1+ε8⑧y9=yA3+yB3+yC2+ε9⑨FtABCDYi11111y121222y231333y342123y452231y562312y673132y783213y893321y9三、正交試驗(yàn)特點(diǎn)2)計(jì)算KA、KB、KC得:KA1=①+②+③=3yA1+(yB1+yB2+yB3+yC1+yC2+yC3)+ε1+ε2+ε3KA2=④+⑤+⑥=3yA2+(同上)+ε4+ε5+ε6KA3=⑦+⑧+⑨=3yA3+(同上)+ε7+ε8+ε9KB1=①+
8、④+⑦=3yB1+(yA1+yA2+yA3+yC1+yC2+yC3)+ε1+ε4+ε7KB2=②+⑤+⑧=3yB2+(同上)+ε2+ε5+ε8KB3=③+⑥+⑨=3yB3+(同上)+ε3+ε6+ε9KC1=