正交試驗是什麼意思,正交實驗的原理是什麼?

2021-03-10 21:36:13 字數 3557 閱讀 6691

1樓:匿名使用者

正交試驗設計(orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一種設計方法,它是根據正交性從全面試驗中挑回選出部分答

有代表性的點進行試驗,這些有代表性的點具備了「均勻分散,齊整可比」的特點,正交試驗設計是分式析因設計的主要方法。是一種高效率、快速、經濟的實驗設計方法。日本著名的統計學家田口玄一將正交試驗選擇的水平組合列成**,稱為正交表。

參考

2樓:auihui武帝

當分析因設計抄

要求的襲

實驗次數太多時,一個非常bai自然du的想法就是從析因設計zhi的水平組dao

閤中,選擇一部分有代表性水平組合進行試驗。因此就出現了分式析因設計(fractional factorial designs),但是對於試驗設計知識較少的實際工作者來說,選擇適當的分式析因設計還是比較困難的。 例如作一個三因素三水平的實驗,按全面實驗要求,須進行3^3=27種組合的實驗,且尚未考慮每一組合的重複數。

若按l9(3^3)正交表按排實驗,只需作9次,按l18(3^7)正交表進行18次實驗,顯然大大減少了工作量。因而正交實驗設計在很多領域的研究中已經得到廣泛應用。

正交實驗的原理是什麼?

3樓:___耐撕

實驗原理

酶的催化作用是在一定條件下進行的,它受多種因素的影響,如:底物濃度、酶濃度、溶液的ph值和離子濃度、溫度、抑制劑和啟用劑等都能影響催化反應的速度。

通常是在其他因素恆定的條件下,通過對某因素在一系列變化條件下的酶活性測定,求得該因素對酶活力的影響,這是單因素的簡單比較法。

本實驗用正交法測定溫度、ph值、底物濃度和酶濃度四種因素對蔗糖酶活性的影響,這是多因素(≥3)的實驗方法。

正交法是通過正交表安排多因素實驗,利用統計數學原理進行資料分析的一種科學方法,它符合「以儘量少的試驗,獲得足夠的、有效的資訊」的實驗設計原則。

4樓:匿名使用者

我們知道如果有很多的因素變化制約著一個事件的變化,那麼為了弄明白哪些因素重要,哪些不重要,什麼樣的因素搭配會產生極值,必須通過做實驗驗證(**也可以說是試驗,只不過試驗裝置是計算機),如果因素很多,而且每種因素又有多種變化(專業稱法是:水平),那麼試驗量會非常的大,顯然是不可能每一個試驗都做的。那我們這個試驗來講,影響主軸溫升的因素很多,比如轉速、預緊力、油氣壓力、噴油間隙時間、油品等等;每種因素的水平也很多,比如轉速從 8krpm到20krpm,等等,坤哥算了一下,所有因素都做,大概一共要900次試驗,按一天3次試驗計,要不停歇的做10個月,顯然是不可能的。

能夠大幅度減少試驗次數而且並不會降低試驗可行度的方法就是使用正交試驗法。首先需要選擇一張和你的試驗因素水平相對應的正交表,已經有數學家制好了很多相應的表,你只需找到對應你需要的就可以了。所謂正交表,也就是一套經過周密計算得出的現成的試驗方案,他告訴你每次試驗時,用那幾個水平互相匹配進行試驗,這套方案的總試驗次數是遠小於每種情況都考慮後的試驗次數的。

比如3水平4因素表就只有9行,遠小於遍歷試驗的81次;我們同理可推算出如果因素水平越多,試驗的精簡程度會越高。

建立好試驗表後,根據**做試驗,然後就是資料處理了。由於試驗次數大大減少,使得試驗資料處理非常重要。首先可以從所有的試驗資料中找到最優的一個資料,當然,這個資料肯定不是最佳匹配資料,但是肯定是最接近最佳的了。

這是你能得到一組因素,這是最直觀的一組最佳因素。接下來將各個因素當中同水平的試驗值加和(注:正交表的一個特點就是每個水平在整個試驗中出現的次數是相同的),就得到了各個水平的試驗結果表,從這個表當中又可以得到一組最優的因素,通過比較前一個因素,可以獲得因素變化的趨勢,指導更進一步的試驗。

各個因素中不同水平試驗值之間也可以進行如極差、方差等計算,可以獲知這個因素的敏感度。等等等等...還有很多處理資料的方法。

然後再根據統計資料,確定下一步的試驗,這次試驗的範圍就很小了,目的就是確定最終的最優值。當然,如果因素水平很多,這種尋優過程可能不止一次。

講了這麼多,你也許會問,你說那個表很準,能代表大趨勢,為什麼呢?這個問題是有證明的,不過我們不必去看那個證明(很複雜,看不懂:p),我的考慮是這樣的,如果我們將所有的試驗情況排列成一條線,正交表所取得那些試驗點,就肯定正好為於這條線的一組均分點上,由此就可以大致估算出整個試驗的大致走向了,不過均分為多少個點倒是問題,取多了失去正交試驗的意義,少了無法代表趨勢,這點我還沒考慮清楚。

我師弟的考慮到是有道理,他認為取的這些點是所有試驗點的一組最小正交基,也就是說所有試驗點都可以由這幾個基本點衍生表示,故而考慮基的性質就能推斷所有的點的性質了,我覺得這個是個最好的解釋了,呵呵。

在生產和科研中,為了研製新產品,改革生產工藝,尋找優良的生產條件,需要做許多多因素的試驗。 在方差分析中對於一個或兩個因素的試驗,我們可以對不同因素的所有可能的水平組合做試驗,這叫做全面試驗。當因素較多時,雖然理論上仍可採用前面的方法進行全面試驗後再做相應的方差分析,但是在實際中有時會遇到試驗次數太多的問題。

例如,生產化工產品,需要提高收率(產品的實際產量與理論上投入的最大產量之比),認為反應溫度的高低、加鹼量的多少、催化劑種類等多種因素,都是造成收率不穩的主要原因。根據以往經驗,選擇溫度的三個水平:800c、850c、900c;加鹼量的三個水平:

35、48、55(kg);催化劑的三個水平:甲、乙、丙三種。如果做全面試驗,則需33=27次。

如果有3個因素,每個因素選取4個試驗水平的問題,在每一種組合下只進行一次試驗,所有不同水平的組合有43=64種,如果6個因素,5個試驗水平,全面試驗的次數是56=15,625次。對於這樣一些問題,設計全面的試驗往往耗時、費力,往往很難做到。因此,如何設計多因素試驗方案,選擇合理的試驗設計方法,使之既能減少試驗次數,又能收到較好的效果。

「正交試驗法」就是研究與處理多因素試驗的一種科學有效的方法

正交試驗法在西方發達國家已經得到廣泛的應用,對促進經濟的發展起到了很好的作用。在我國,正交試驗法的理論研究工作已有了很大的進展,在工農業生產中也正在被廣泛推廣和應用,使這種科學的方法能夠為經濟發展服務。

正交試驗法就是利用排列整齊的表 -正交表來對試驗進行整體設計、綜合比較、統計分析,實現通過少數的試驗次數找到較好的生產條件,以達到最高生產工藝效果。正交表能夠在因素變化範圍內均衡抽樣,使每次試驗都具有較強的代表性,由於正交表具備均衡分散的特點,保證了全面試驗的某些要求,這些試驗往往能夠較好或更好的達到試驗的目的。正交試驗設計包括兩部分內容:

第一,是怎樣安排試驗;第二,是怎樣分析試驗結果。

5樓:閩秋英殳茶

正交分解就是把兩個分力在座標軸上表示出來,比如重力是豎直向下的,將這個力分解成兩個力,之間的夾角為90°,一個力在橫座標上表示g1,一個力在縱座標上表示g2,這就是正交分解。

力臂——動力臂:支點到動力作用線的垂直距離;阻力臂:支點到阻力作用線的垂直距離。

支點你應該知道的吧!動力作用線就是將動力(一般指人對物體做出的力,也就是人給出的力)延長,然後過支點做延長線的垂線,這條垂線稱為動力臂,阻力作用線和阻力臂就不用說了吧!

槓桿原理就是遵循一個平衡的道理,動力(一般人給出的力)與動力臂的乘積等於阻力與阻力臂的乘積。在相同條件下,動力大了(也就是力增大了),那麼動力臂(距離)就小了~還有什麼問題的話你在告訴我吧,我會盡力講明白給你的!希望你滿意!

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