响应曲面法及其在食品中的应用
摘要：响应面方法是利用合理的试验设计并通过对实验数据进行一定的处理，建立影响因素与响应值之间的函数关系，得到一个回归方程，通过对回归方程进行分析，选择最优工艺参数。这种方法现在已经广泛应用于食品的工艺配方设计及加工工艺条件的优化。本文就响应面方法的优点、试验设计的方法以及实验数据的处理进行了简单的阐述，对其应用的限制因素进行一一说明。
关键词：响应面方法；试验设计；回归方程；优化条件
1、概述
随着计算机技术的飞速发展，数值计算科学的不断深入，工程计算的模型越来越复杂，计算规模越来越大，所花费的机时越来越长。同时，许多工程问题的目标函数和约束函数对于设计变量经常是不光滑的或者具有强烈的非线性。这样，科学家和工程师都希望寻找新的高效可靠的数学规划方法以满足工程优化计算的需要。一个渐进近似的优化方法能很好地解决这种既耗机时又非光滑的优化问题，它就是响应面（Response Surface Methodology，简称：RSM）。
RSM是数学方法和统计方法结合的产物，是用来对所感兴趣的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析的，其最终目的是优化该响应值[1]。由于RSM 把仿真过程看成一个黑匣子，能够较为简便地与随机仿真和确定性仿真问题结合起来，所以得到了非常广泛的应用。
近十多年来，由于统计学在各个领域中的发展和应用，RSM的应用领域进一步拓宽，对RSM感兴趣的科学工作者也越来越多，许多学者对响应面法进行了研究。RSM的应用领域不再仅仅局限于化学工业，在生物学、医学以及生物制药领域都得到了广泛应用。同时，食品学、工程学、生态学等方面也都涉及到了响应面法的应用[2-5]。
2、响应面法
响应面法（Response Surface Methodology）是利用合理的试验设计，采用多元二次回归方程拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法[6]。用响应面法优化工艺过程主要涉及三步：实验设计，建立数学模型评估相关性，预测响应值考察模型的准确性[7]。随着计算机的发展，它已成为精度高、应用广并具有使用价值的优化技术。响应值和变量之间的关系可以形象地用响应面表示出来，它可以分为3个方面：（1）描述单个试验变量时响应值的影响；（2）确定试验变量之间的相关关系；（3）描述所有试验变量对响应值的综合影响。
2.1RSM的四个步骤
(1)确定因素：就是确定要考察的过程中的关键因素，即研究范围内主要影响加工过程和产品质量的重要因素。用RSM来研究的因素一般为两到三个；当然RSM也可以研究多变量问题，但其结果比较复杂。
(2)确定因素水平：通过做单因素试验或由样品的特性和工艺来确定因素水平
的范围。如果这些水平的范围太宽，无法给出精确的优化条件，可以再做一个因素水平范围较小的RSM以求得到更为精确的优化条件和回归方程。当然对于一些样品，它的因素水平都由物料性质、成本限制和相应标准严格限定，这时最优值可能在实验的因素水平之外，在这种情况下实验者无法给出特定的优化条件，需要根据具体情况进行分析[8]。
(3)确定实验点：采用适当的试验设计，确定实验的试验点。试验设计强调试验点要尽量减少总的实验次数。试验点确定之后，按随机性原则对每个实验点进行实验，获得一定的数据，以便于进行统计分析。
(4)数据分析：用适当的统计分析方法和计算机程序，对实验数据进行分析。这些分析结果最好由统计学家、产品开发者和其它相关的科研人员共同协作来加以解释，由分析得来的结果将用于下一步的过程优化。常有的统计分析软件有SAS、SPSS等，国内也有很多研究机构开发出了自己的统计分析软件。值得注意的是，对于任何研究的结果，都不能对研究范围之外的情形进行外推。
2.2RSM依据的5点假设
（1）影响产品质量及加工过程的关键因素是已知的；（2）影响产品质量及加工过程的因素的水平的范围是已知的；（3）整个实验范围内因素的变化是连续的；（4）因素与响应值之间的数学函数关系是存在的；（5）由这个函数确定的响应面是光滑。
除了以上5点假设，实验者还要注意一下5个方面：（1）因素的误差范围较大将产生误导性的结论。这个变化可能是由于实验的误差或测试过程的偏差。为了减少这种误差，试验设计时必须控制所有可能引起这种误差的根源；增加重复试验次数也能减少这种误差。
（2）不能正确确定影响过程的关键因素，将会导致不准确的优化结果。
（3）因为因素水平的变化范围过宽或过窄，用RSM将不能确定结果的最优值。成功地确定优化结果依赖于在给定的限制范围内选择合适的因素水平。
（4）如果不采用适当的统计原理，对任何数据的分析都可能产生错误的效果；对于RSM而言，统计原理的误用，将得不到正确的数学模型。
（5）过分依靠计算机进行的实验设计和数据处理，得到的结果有可能不完善。因此，实验者必须有敏锐的判断力和丰富的知识，对试验的数据能做出恰当的结论。
RSM的准确度依赖于满足这些假设和限制的程度，当实验者在设计、进行实验和解释RSM的结果时，必须考虑到这些方面。
3、响应曲面在食品中的研究
响应曲面法广泛的应用于食品的研究中，通过利用响应曲面法可以对食品的工艺配方设计及加工工艺条件的优化具有很好的作用。由于RSM能够考虑到多个因素在不同水平下对产品的影响，因此RSM在产品的开发和研究中有各种各样的应用。
20世纪70年代起，RSM就开始被应用于食品工业,并取得了很多令人满意
的成果。这从相关期刊上的大量文章以及工业中的实际操作都可以得到反映。这里不能对该领域的所有成果都加以详述,只能总结某些重要应用。
20世纪70年代初期，R.G. Henika开始把响应面方法应用于早期食品研究中. 由于他在这一领域的领袖地位，该领域的其他研究人员相继把RSM作为一种研究策略。Henika,Palmer[9]和Henika[10]发表的两篇文章是关于RSM在这一领域应用情况的非常有价值的参考文献。RSM在食品学中主要有以下两个方面的应用：
(1) 使用RSM来确定食品中各成分作用以确定各成分所占比例。例如：采用混合设计建立响应面,然后研究蛋糕里营养成分之间的交互作用；利用Box-Behnken设计的响应面分析法对影响植脂奶油搅打特性的三个因素进行优化以确定它们的最佳水平。
(2) 利用RSM确定最优反应条件。例如：应用响应面分析方法对影响菜籽蛋白的酶水解的因素进行分析，得到复合风味蛋白酶的最佳酶水解条件；在单因素实验基础上，利用Plackett-Burman设计，得出竹叶黄酮最佳浸提条件。
Elham Rezvani [11]等，对橙汁的水油系的乳化饮料利用响应曲面研究发现一定比例的油相及阿拉伯胶对整个橙汁形成乳化饮料具有很重要的作用。该研究主要是通过利用响应曲面的方法来确定制作橙汁所使用的各种配方的比例。
Konstantinos Stamatopoulos[12]等人最新也利用响应曲面的方法来提高橄榄叶中活性物质的提取，该研究通过响应曲面的方法来找出比较理想的萃取橄榄叶中活性物质的条件。
4、总结
RSM是一种有效的统计技术，它是利用实验数据，通过建立数学模型来解决受多种因素影响的最优组合问题。通过对RSM的研究表明，研究工作者和产品生产者可以在更广泛的范围内考虑因素的组合，以及对响应值的预测，而均比一次次的单因素分析方法更有效。RSM有许多方面的优点，但它仍有一定的局限性。首先，如果你将因素水平选的太宽，或选的关键因素不全，将会导致响应面出现吊兜和鞍点，因此事先必须进行调研，查询和充分的论证；其次，通过回归分析得到的结果只能对该类实验作估计；第三，当回归数据用于预测时，只能在因素所限的范围内进行预测。即使如此，RSM 仍不失为一种研究多因素问题强有力工具，希望通过介绍RSM技术，能帮助更多的研究工作者利用RSM技术，方便有效地解决工作中的设计与数据处理问题。总之，响应面法在实验设计中将起到越来越重要的作用，响应面法在食品工业中的应用将会愈加广泛。
参考文献
[1]汪仁官.试验设计与分析[M].北京:中国统计出版社,1998.
[2]RAYMONDHMYERS. Response Surface Methodology-Current Status and Future Directions[J ]. Journal of Quality Technology,1999,31(1) .
[3]J.Guan,et al Selected Functional Properties of Extruded Starch Acetate and Natural Fibers Foams[J]. Cereal Chemistry.2004, 81: 199-206
[4]James. P. Smith, et al.Shelf Life and Satety Concerns of Bakery Products A Review[J]. Boca Raton, 2004, 44: 19-55
[5]Tamie L.Veith, et al.Optimization procedure for cost effective placement at a watershed scale[J]. Journal of theAmericanWater Resourced Association, 2003, 39(6): 1331-1343.
[6]慕运动.响应面方法及其在食品工业中的应用[J]. 郑州工程学院学报, 2001, 22: 91-94
[7]Ashima V ohra, et al. Statistical optimization of themedium components by response surface methodology to enhance phytaseproduction by Pichia anomala[J].Process Biochemistry, 2002, 37: 999-1004.
[8]慕运动,郭兴凤.菜籽粕中的硫代葡萄糖甙在芥子酶作用下分解条件的研究[J]中国油脂,1999 ,24(3) ;51-52.
[9]HENIKARG, PALMERGM. Response-Surface Methodology-Revisited[J]. Cereal Food Science,1976,21:432- 445.
[10]https://www.doczj.com/doc/a1349294.html,e of Response Surface Methodology in Sensory Evaluation[J]. Food Technology,1982,36:96- 101.
[11]Rezvani E, Schleining G, Taherian AR. Assessment of physical and mechanical properties of orange oil-in-water beverage emulsions using response surface methodology. Lwt-Food Science and Technology 2012;48:82-88.
[12]Stamatopoulos K, Katsoyannos E, Chatzilazarou A, Konteles SJ. Improvement of oleuropein extractability by optimising steam blanching process as pre-treatment of olive leaf extraction via response surface methodology. Food Chemistry 2012;133:344-51.
2013-2014学年第二学期 《自然辩证法概论》期末课程论文 自然辩证法在电气工程中的应用——以电气工程的发展历程及前景为例 姓名： 学号： 任课教师： 上课地点： 完成时间：2014年4月7日
摘要 科学家进行具体科学的研究都是在某种世界观的方法论的指导下进行的，缺乏正确的世界观和方法论的指导，科学研究就会失去正确的方向。电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，是以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。自然辩证法是自然界发展和科学技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用。自然辩证法的思想和方法论不仅的电气工程发现和发明中得到了广泛应用，而且渗透到了电气工程实践，对电气工程的发展起到了无形的推动作用。本文通过对电气工程学科技术的发展历程及前景进行分析和阐述，找到自然辩证法在其中的一些应用，以引起电气工程从业者对自然辩证法的重视，并给出一些电气工程技术教学的方法。 关键词：电气工程；自然辩证法；科学认识论；科学假说；电力系统
目录 引言 (1) 一、自然辩证法简述................................ 错误！未定义书签。 二、电气工程的发展历程及前景 (2) (一) 电气工程技术发展分析 (2) (二) 电气工程学科发展分析...................... 错误！未定义书签。 (三) 电气工程发展前景.......................... 错误！未定义书签。 三、自然辨证法在电气工程中的应用举例及分析........ 错误！未定义书签。 (一) 科学认识论与电生磁、磁生电................ 错误！未定义书签。 (二) 科学假说与麦克斯韦方程组.................. 错误！未定义书签。 (三) 技术预测与电力系统负荷预测 (5) (四) 工程过程论与电力系统规划.................. 错误！未定义书签。 (五)技术创新发展与电力新能源.................. 错误！未定义书签。结论与建议 ........................................ 错误！未定义书签。参考文献 .. (9)
Design-Expert 软件在响应面优化法中的应用 （王世磊郑州大学450001） 摘要：本文简要介绍了响应面优化法，以及数据处理软件Design-ExpertDesign-Expert的相关知识，最后结合实例，介绍该软件在响应面优化法上的应用实例。 关键词：数据处理，响应面优化法，Design-Expert软件 1.响应面优化法简介 响应面优化法,即响应曲面法( Response Surface Methodology ，RSM)，这是一种实验条件寻优的方法，适宜于解决非线性数据处理的相关问题。它囊括了试验设计、建模、检验模型的合适性、寻求最佳组合条件等众多试验和统计技术；通过对过程的回归拟合和响应曲面、等高线的绘制、可方便地求出相应于各因素水平的响应值[1]。在各因素水平的响应值的基础上，可以找出预测的响应最优值以及相应的实验条件。 响应面优化法，考虑了试验随机误差；同时，响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量、解决生产过程中的实际问题的一种有效方法[2]。 响应面优化法，将实验得出的数据结果，进行响应面分析，得到的预测模型，一般是个曲面，即所获得的预测模型是连续的。与正交实验相比，其优势是：在实验条件寻优过程中，可以连续的对实验的各个水平进行分析，而正交实验只能对一个个孤立的实验点进行分析。 当然，响应面优化法自然有其局限性。响应面优化的前提是：设计的实验点应包括最佳的实验条件，如果实验点的选取不当，使用响应面优化法师不能得到很好的优化结果的。因而，在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素与水平。 结合文献报道，一般实验因素与水平的选取，可以采用多种实验设计的方法，常采用的是下面几个： 1.使用已有文献报道的结果，确定响应面优化法实验的各因素与水平。 2.使用单因素实验[3]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 3.使用爬坡实验[4]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 4.使用两水平因子设计实验[5]，确定合理的响应面优化法实验的各因素与水平。 在确立了实验的因素与水平之后，下一步即是实验设计。可以进行响应面分析的实验设计有多种，但最常用的是下面两种：Central Composite Design-响应面优化分析、Box-Behnken Design-响应面优化分析。 Central Composite Design，简称CCD，即中心组合设计，有时也成为星点设计。其设计表是在两水平析因设计的基础上加上极值点和中心点构成的，通常实验表是以代码的形式编排的,实验时再转化为实际操作值（,一般水平取值为0,±1,±α,其中0为中值,α为极值, α=F*（1/ 4）； F 为析因设计部分实验次数, F = 2k或F = 2 k×（1/ 2 ），其中 k为因素数，F = 2 k×（1/ 2 一般 5 因素以上采用，设计表有下面三个部分组成[6]：(1) 2k或 2 k×（1/ 2 ）析因设计。(2)极值点。由于两水平析因设计只能用作线性考察,需再加上第二部分极值点,才适合于非线性拟合。如果以坐标表示,极值点在相应坐标轴上的位置称为轴点(axial point) 或星点( star point) ,表示为(±α,0,…, 0) , (0,±α,…, 0) ,…, (0, 0,…,±α)星点的组数与因素数相同。(3)一定数量的中心点重复试验。中心点的个数与CCD设计的特殊性质如正交
《自然辩证法概论课程论文》 题目：浅析自然辩证法在控制工程中的应用 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 完成日期： 2014.11.14
浅析自然辩证法在控制工程中的应用 【摘要】控制工程的主要研究对象是工程领域内的控制系统，通过运用数学、计算机、电子通讯等技术，对系统进行建模、分析、控制、设计和实现的一门学科。自然辩证法是关于自然界和科技发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的科学，它的目的就是为了更加合理地处理人与自然之间的矛盾。人和控制系统都是自然的一部分，因此控制工程的产生和发展时刻都与自然辩证法有着密切的联系。本文就自然辩证法主要观点以及其在控制工程中的应用作简要的研究。 【关键词】自然辩证法控制工程应用 【正文】 控制工程学科研究的主要对象是工程系统，通过数学和计算机技术研究各种控制策略及控制理论和方法。控制工程研究的是运动系统的行为、受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性学科。理论方面，运用各种先进的数学工具来描述系统的动静态特性。应用层次方面，将理论研究成果与网络、计算机以及现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器或者控制系统。这些都是人们对控制规律进行探索和总结的过程，因此控制科学与自然辩证法是时刻相联系的。 一、自然辩证法的内涵 自然辩证法的主要研究内容有两方面：一是自然观，即对自然界辩证法的研究；二是自然科学观，即对自然科学辩证法的研究。自然辩证法是辩证唯物主义的自然观和科学观，它是研究自然界存在的普遍的客观规律的哲学，同时它又是探索、改造自然途径的方法论，根据所发现的自然科学理论创造处能完成既定任务或者改造自然的具体方法理论。自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，它的研究对象与研究范围包括如下领域：自然界、科学、技术、社会。与此相适应，自然辩证法的体系和主要内容有：自然观、科学观、技术观、科学技术与社会。 （一）自然观概述
食品科学研究中实验设计的案例分析 —响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究 摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进行四因素三水平的响应面分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。与参考文献SAS软件处理的结果中比较差异很小。 关键字：Design-Expert 响应面分析 1.比较分析 表一响应面试验设计 因素 水平 -1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40 超声波功率X2(W) 132 176 220 超声波水浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 2.Design-Expert响应面分析 分析试验设计包括：方差分析、拟合二次回归方程、残差图等数据点分布图、二次项的等高线和响应面图。优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间）使响应值最大，最终得到最大响应值和相应四个因素的值。 利用Design-Expert软件可以与文献SAS软件比较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。 2.1 数据的输入
2.2 Box-Behnken响应面试验设计与结果 2.3 选择模型
2.4 方差分析 在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。由图4知其自变量一次项A，
B，D，二次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 图 5 由图5可知：校正决定系数R2(adj)(0.9788>0.80)和变异系数（CV）为0.51%，说明该模型只有2.12%的变异，能由该模型解释。进一步说明模型拟合优度较好,可用来对超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究进行初步分析和预测。
响应曲面设计方法(Response SufaceMethodology，RSM)是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法（又称回归设计）。 响应面曲线法的使用条件有：①确信或怀疑因素对指标存在非线性影响；②因素个数2-7个，一般不超过4个；③所有因素均为计量值数据；试验区域已接近最优区域；④基于2水平的全因子正交试验。 进行响应面分析的步骤为：①确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般不超过4个，因素均为计量值数据；②创建“中心复合”或“Box-Behnken”设计；③确定试验运行顺序(Display Design)；④进行试验并收集数据；⑤分析试验数据；⑥优化因素的设置水平。 响应面优化法的优点：①考虑了试验随机误差②响应面法将复杂的未知的函数关系在小区域内用简单的一次或二次多项式模型来拟合，计算比较简便，是降低开发成本、优化加工条件、提高产品质量，解决生产过程中的实际问题的一种有效方法③与正交试验相比，其优势是在试验条件寻优过程中，可以连续的对试验的各个水平进行分析，而正交试验只能对一个个孤立的试验点进行分析。 响应面优化法的局限性: 在使用响应面优化法之前，应当确立合理的实验的各因素和水平。因为响应面优化法的前提是设计的试验点应包括最佳的实验条件，如果试验点的选取不当，实验响应面优化法就不能得到很好的优化结果。 1 确定实验因素 2 确定因素水平范围 3 试验设计安排与结果 4 用软件(Design-Expert)对实验数据统计分析 由方差分析可知：模型的F=19.08，P=0.0004<0.001，表明实验所采用的二次模型是极显著的，在统计学上是有意义的。失拟项用来表示所用模型与实验拟合的程度，即二者差异的程度。本例P值为0.0855>0.05，对模型是有利的，无失拟因素存在，因此可用该回归方程代替试验真实点对实验结果进行分析。 因素A提取温度的P值<0.0001，说明因素A提取温度对提取率%的影响是极显著的。而A的2次方，B的2次方，C的2次方的P值均小于0.05，说明A2、B2、C2 对提取率均有显著影响。而因素B的P值=0.5035，因素C的P值=0.104，均大于0.05，所以因素B、因素C，即乙醇体积分数和提取功率对提取率没有显著影响。 交互项AB、AC、BC的P值均大于分别为：0.0653、0.6788、0.6455，均大 于0.05，所以交互项对提取率没有显著性影响。
自然辩证法在环境改造中的应用 摘要：自然辩证法是马克思主义理论研究的一个组成部分，其研究对象是自然界发展和科学技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用。自人类产生以来,人与自然的关系问题就成为了一个人们必须时刻面对、而又难获其解的难题。今天,随着时代的发展,自然环境遭受大量破坏，人与自然的关系更趋紧张。生态环境的改善和发展将是人类面临的一项重大问题。因此，本文主要从自然辩证法的角度出发，并结合自身专业，来阐述环境改造的重要性。 关键词：自然环境植树造林关系和谐发展 一、自然辩证法在自然科学研究中的地位 当代自然辩证法是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法[1]。 马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功，批判吸取了前人的合理成分，系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性，以及科学认识方法的辩证法。学习和运用自然辩政法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面的观察思考问题，只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，来改造被我们人日益破坏的环境，人与自然才能更好地和 二、自然环境对人类的影响
以三门峡水库的修建为例：它虽然为国家的电力事业作出了巨大的贡献。但同时由于它的修建使区域环境状况和河流水文情势发生了一系列变化:如生物多样性的下降、泥沙淤积、库岸崩塌、土地盐碱化、水质恶化等.近期，科学家们清空发现水库的修建还可能诱发地震等等。 还有我国乱砍乱伐树木的现象尤为严重。它给人类带来的危害也是很大的。如：土地沙漠化；泥土松动更容易发生土崩；气温发生变化造成气候的不稳定性；同时，许多物种濒临灭绝的可能。 三、自然辩证法在环境改造中的运用 （一）、树立科学的发展观 党的十七届三中全会明确地提出了新的发展观：坚持“以人为本”，树立全面协调可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发。 科学发展观为正确理解和处理人与自然的关系提供了新的世界观和方法论原则。它坚持“以人为本”为理解和处理人与自然的关系提供了一个新的视角，它强调“和谐发展”，为理解和处理人与自然的关系开辟了一个新的境界。 对人与自然的关系有了一个正确的理解之后，我们就应该明白如何落实新发展观，促进人与自然的和谐发展，保护生态环境。在说明这一问题之前，我们必须对我国的生态环境、自然资源等状况有一个大致的了解，并据此分析促进人与自然和谐发展的对策。 （二）、尊重自然、善待自然 人类必须意识到，人的生存无不依赖于自然生态系统。人类文明与大自然的命运已紧密结合在一起，就如同心灵和躯体一样密不可分。 我么每天都面临着因为自己对环境的不加爱护而引发的自然灾害，自然灾害也分为许多种类，地震灾害、地质灾害、气象灾害、洪涝灾害、海洋灾害、农业和林业灾害。这些简单的词语引发的自然状态无时无刻不在威胁着我们的生活。 今天，人类不能再以一个征服者的面目对自然发号施令，而必须学会尊重自然、善待自然，自觉充当维护自然稳定与和谐的调节者。从一个号令自然的主人，到一个善待自然的朋友，这是一次人类意识的深刻觉醒，也是一次人类角色的深刻转换。 我们应该倡导一种保护自然、拯救自然的实践态度。从自身出发，我是学园林专业的，所以，针对我国乱砍乱伐树木的现象，我们提倡植树造林，因为植树造林的益处是很大的：
浅析自然辩证法在企业管理中的应用 摘要：自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学，其研究目的就是为了合理地处理人与自然的矛盾，企业管理，是协调人与自然关系的实践活动，必然要遵循自然辩证法。本文通过阐述自然辩证法在自然科学研究中的地位，进而以自然辩证法的观点，认识和分析系统观、辨证观和科学观组成了自然辩证法理论体系在指导企业管理实践中的应用，揭示管理企业必须遵循自然辩证法，树立辩证唯物主义的世界观，掌握和运用科学的思维工具去探索企业展的内在自然规律，促进企业管理的系统化和优化，进而能有效地推动企业全面、协调和可持续发展。 关键字：自然辩证法企业管理辩证唯物主义
引言 自然辩证法理论是马克思主义哲学中的重要组成部分，它随着技术的发展而不断丰富与发展，是开放、发展的理论体系。该理论从人与自然界的关系出发来确立研究对象，包括在这一关系中作为客体的自然界，作为主体的人的认识和实践活动，作为中介的科学与技术，以及人与社会和自然地关系。这些研究对象与企业管理理论显然是有交叉的。企业管理研究的是人们通过有效地组织各种资源生产出产品，然后进行销售，从而获取利润。与自然辩证法类似，企业管理研究的也是客体——资源，主体——人，中介——技术（包括管理、生产工艺等等方面），以及人与资源与技术之间的关系，当然也会涉及到与自然和社会这些方面。自然辩证法理论的研究内容包括系统观、辩证观、科学观、科学方法论、技术方法论以及人与自然与社会之间的关系。
一、自然辩证法在自然科学研究中的地位 当代自然辩证法是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。 自然辩证法科学地解决了人与自然的关系问题，从而可以为人类自身的健康发展奠定坚实的思想基础，自然辩证法以现代全新的自然观作为思想基础内在地蕴涵了一种新的科学的发展观，它一方面要求科学、技术、经济与社会之间横向的协调发展，另一方面则要求当代人与其子孙后代之间纵向的可持续性发展，从而为我们当代社会的健康发展提供了一条新的具体的思路，自然辩证法客观地阐明了科学技术的性质及其社会地位与作用，对我们正确认识当代反科技浪潮，制定积极稳妥的科技发展政策提供了重要的理论依据和行动指南。 在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。它集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面的观察思考问题，只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，迎接新的科学技术的挑战。 二、自然辩证法在企业管理中的应用 企业管理理论发展至今，整个理论体系已经较为完善了。从公司
试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域．为此响应面分析法（也称响应曲面法）应运而生．响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应（如萃取化学中的萃取率）作为一个或多个因素（如萃取剂浓度、酸度等）的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件． 显然，要构造这样的响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域，首先必须通过大量的量测试验数据建立一个合适的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图． 建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法．对于非线性体系可作适当处理化为线性形式．设有m个因素影响指标取值，通过次量测试验，得到n组试验数据．假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示，则有应用均匀设计一节中的方法将上式写成矩阵式或简记为式中表示第次试验中第个因素的水平值；为建立模型时待估计的第个参数；为第次试验的量测响应（指标）值；为第次量测时的误差．应用最小二乘法即可求出模型参数矩阵B如下将B阵代入原假设的回归方程，就可得到响应关于各因素水平的数学模型，进而可以图形方式绘出响应与因素的关系图． 模型中如果只有一个因素（或自变量），响应（曲）面是二维空间中的一条曲线；当有二个因素时，响应面是三维空间中的曲面．下面简要讨论二因素响应面分析的大致过程． 在化学量测实践中，一般不考虑三因素及三因素以上间的交互作用，有理由设二因素响应（曲）面的数学模型为二次多项式模型，可表示如下：通过n次量测试验（试验次数应大于参数个数，一般认为至少应是它的3倍），以最小二乘法估计模型各参数，从而建立模型；求出模型后，以两因素水平为X坐标和y坐标，以相应的由上式计算的响应为Z坐标作出三维空间的曲面（这就是2因素响应曲面）．应当指出，上述求出的模型只是最小二乘解，不一定与实际体系相符，也即，计算值与试验值之间的差异不一定符合要求．因此，求出系数的最小二乘估计后，应进行检验．一个简单实用的方法就是以响应的计算值与试验值之间的相关系数是否接近于1或观察其相关图是否所有的点都基本接近直线进行判别．如果以表示响应试验值，为计算值，则两者的相关系数R定义为其中对于二因素以上的试验，要在三维以上的抽象空间才能表示，一般先进行主成分分析进行降维后，再在三维或二维空间中加以描述．等等………… 2注意事项 对于构造高阶响应面，主要有以下两个问题： 1，抽样数量将显著增加，此外，普通的实验设计也将更糟。 2，高阶响应面容易产生振动。 响应面法(response surface methodology，记为RSM)最早是由数学家Box和Wilson于1951年提出来的。就是通过一系列确定性的“试验”拟合一个响应面来模拟真实极限状态曲面。其基本思想是假设一个包括一些未知参量的极限状态函数与基本变量之间的解析表达式代替实际的不能明确表达的结构极限状态函数。响应面方法是一项统计学的综合试验技术，用于处理几个变量对一个体系或结构的作用问题，也就是体系或结构的输入(变量值)与输出(响应)的转换关系问题。现用两个变量来说明:结构响应Z与变量x1,x2具有未知的、不能明确表达的函数关系Z=g(x1,x2)。要得到“真实”的函数通常需要大量的模拟，而响应面法则是用有限的试验来回归拟合一个关系Z= g’(x1,x2)，并以此来代替真实曲面Z=g(x1,x2)，将功能函数表示成基本随机变量的显示函数，应用于可靠度分析中。响应面方法实际上源于一种试验设计方法，试验设计方法是用来研究设计参数对模型设计状况影响的一种取样策略，决定了构造近似模型所需样本点的个数和这些点的空间分布情况。目前广泛应用于计算机仿真试验设计的主要方法是拉丁超立方体抽样和均匀设计，这两种试验设计能应用于多种多样的模型，且对模型的变化具有稳健性。 3响应面分析
《自然辩证法》课程论文 2014-2015学年第二学期 论文题目：自然辩证法在电器智能化中的应用 作者： 作者学号： 作者所在学院、专业：电气学院电气工程专业 论文评语： 【优秀】论文选题符合本课程要求，作者能够很好地结合专业实际对论题展开分析论述，逻辑结构严谨，论证充分，参考文献规范，具有较好的学术价值。教师签字： 【良好】论文选题符合本课程要求，作者能够结合专业实际对论题展开论述，逻辑结构比较严谨，论证比较合理，参考文献比较规范，具有一定的学术价值。教师签字： 【中等】论文选题符合符合该课程要求，有些段落之间具有一定的逻辑关系，语言比较流畅，论证具有一些合理性，标注了相对规范的参考文献。教师签字： 【及格】论文选题基本符合本课程要求，个别内容之间具有一定逻辑关系，资料较丰富，语言比较流畅，表明作者在论文上下了一些功夫，标注了参考文献。教师签字： 【不及格】论文选题基本符合课程要求，论文中资料比较多，但剽窃现象比较严重，治学态度不严谨，逻辑结构混乱，标注不规范，写作不认真。教师签字：
自然辩证法在电器智能化中的应用 引言 爱因斯坦曾经说过：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的表达式中对知识的追求，那么显然，哲学就可以被认为是全部科学研究之母。”哲学为具体科学提供世界观和方法论的指导，科学家进行具体科学的研究都是在某种世界观的方法论的指导下进行的，缺乏正确的世界观和方法论的指导，科学研究就会失去正确的方向，甚至陷入混乱和失败。 由于我的研究方向是基于EtherCAT的综合智能保护，因此，在本文中我就结合自己所学过的自然辨证的知识和电器智能化的知识，来分析一下自然辩证法在电器智能化中的应用，分析一下技术创新发展与电器智能化的出现、技术预测与电力系统负荷预测之间的关系、科学假说与智能家居的出现，进而说明自然辩证法在电器智能化以及智能电网和智能家居中所起的重要作用。 1、电器智能化的简介 电器智能化是传统电器学科、现代传感器技术、微机控制技术、现代电子技术、电力电子技术、数字通信及网络技术等多门类学科交叉和融合的结果，是电器学科的一个新的发展领域。 电器是用于完成电路监测，并根据不同的运行状态与要求，实现电路接通或分断操作的设备，如电压、电流互感器和断路器、接触器、各类继电器等开关电器及其成套设备，主要用于电力传输与分配、电力系统继电保护、工业及民用用电设备、保护及控制等场合。 电器智能化是现代社会生产和生活向开关电器领域提出的要求，也是现代科学技术与传统电器技术相结合的产物。电器智能化使现代的电力系统运行更加稳定、安全、经济、高效，是电网发展的一个必然趋势。 1.1 电器智能化的发展 从20世纪70年代开始，随着微电子技术的进一步发展，出现了电子电器及装置。由于包括晶闸管在内的电力电子器件具有体积小、重量轻、功耗小、效率
自然辩证法在计算机科学技术中的应用 摘要:随着计算机科学与技术的发展,计算机已广泛应用于国防、教育、娱乐、金融、管理等各个领域,极大地改变了人们的生产和生活方式,推动了社会的快速发展。而19世纪马克思和恩格斯创立的自然辩证法,是人类自然观、自然科学方法论和科学技术观发展中的划时代变革。本文主要阐述了计算机科学技术中体现的自然辨证法思想以及辩证法在计算机科学技术中所起的指导作用。 关键词:自然辩证法;计算机科学技术;科学理论 引言 学习自然辩证法是时代发展的需要。当前人类社会已经进入信息技术化、经济全球化的时代,科学技术与社会的关系更加紧密。在这种情况下,我们要促进科学技术的发展,并通过它来推动社会经济的发展与社会同步,就必须深入研究科技发展的内在规律,就必须将科学技术置于社会大系统中,因而对自然辩证法在实际问题应用的研究具有特别突出的现实意义。 1 自然辩证法 自然辩证法,是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学,是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律,人与自然相互作用的规律,科学技术发展的一般规律,科学技术研究的方法。 马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功,批判吸取了前人的合理成分,系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性,以及科学认识方法的辩证法,以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志[1],创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中,自然辩证法与历史唯物论相并列。它
集中研究自然界和科学技术的辩证法,是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用.它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术钡域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系,从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律,更加全面地观察思考问题。只有加深了认识,我们才能更好地发挥主观能动性,迎接新的科学技术的挑战。 在科学技术观方面,马克思和恩格斯深刻的揭示了科技自身发展的内在逻辑, 并且把科技的发展作为一种社会现象来考察。社会的需求,特别是经济的、生产的需求推动科技的发展;科技的发展又推动了社会历史的前进。从而,辩证唯物主义和历史唯物主义贯穿于对科技的认识之中。 2 计算机科学技术的介绍 21世纪计算机科学技术使人类的生活方式发生了根本变化,工作、学习、生 活各方面无不体现出计算机科学技术的重要作用。工作中各企业事业单位因为计算机科学技术的引入,使生产效率、生产成本、生产效益都得到了质的飞跃。学习过程中由于计算机科学技术的出现,使现代化的教学模式走进教学课堂,因而计算机多媒体技术得到广泛使用,而计算机网络的应用使各种信息资源得到共享与交流,从而提高了教学效果,促进了育人的培养,成就了国家急需的复合型现代化人才。生活中,计算机科技带给我们的不仅仅是休闲、娱乐、通过网络平台,我们可以了解到更多自己想知道的信息,同时提供了一个新的人际沟通方式。计算机科学技术经存在与我们工作、学习、生活中不可或缺的助手,其重要性也不言而喻了。 随着当代科学技术的发展,不同学科之间的相互渗透、交叉和综合已成为当今科技发展的一个重要趋势。许多科学上的重大发现和重大社会问题的解决,常常涉及不同学科的相互交叉和渗透。就计算机科学而言,在20世纪最后的30年间,取得了大量里程碑式的科学业绩, 得到了惊人的发展。从被认为仅是一门编程的技术,扩展到包含系统结构、软件理论、应用技术、信息安全等的一门独立学科,并于电子工程、物理、数学、生
自然辩证法在计算机科学技术中的应用 摘要：随着计算机科学与技术的发展，计算机已广泛应用于国防、教育、娱乐、金融、管理等各个领域，极大地改变了人们的生产和生活方式，推动了社会的快速发展。而19世纪马克思和恩格斯创立的自然辩证法，是人类自然观、自然科学方法论和科学技术观发展中的划时代变革。本文主要阐述了计算机科学技术中体现的自然辨证法思想以及辩证法在计算机科学技术中所起的指导作用。 关键词：自然辩证法；计算机科学技术；科学理论 引言 学习自然辩证法是时代发展的需要。当前人类社会已经进入信息技术化、经济全球化的时代，科学技术与社会的关系更加紧密。在这种情况下，我们要促进科学技术的发展，并通过它来推动社会经济的发展与社会同步，就必须深入研究科技发展的内在规律，就必须将科学技术置于社会大系统中，因而对自然辩证法在实际问题应用的研究具有特别突出的现实意义。 1 自然辩证法 自然辩证法，是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。 马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功，批判吸取了前人的合理成分，系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性，以及科学认识方法的辩证法，以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志[1]，创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。它集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用．它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术钡域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面地观察思考问题。只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，迎接新的科学技术的挑战。 在科学技术观方面，马克思和恩格斯深刻的揭示了科技自身发展的内在逻辑，并且把科技的发展作为一种社会现象来考察。社会的需求，特别是经济的、生产的需求推动科技的发展；科技的发展又推动了社会历史的前进。从而，辩证唯物主义和历史唯物主义贯穿于对科技的认识之中。 2 计算机科学技术的介绍 21世纪计算机科学技术使人类的生活方式发生了根本变化，工作、学习、生活各方面无不体现出计算机科学技术的重要作用。工作中各企业事业单位因为计算机科学技术的引入，使生产效率、生产成本、生产效益都得到了质的飞跃。学习过程中由于计算机科学技术的出现，使现代化的教学模式走进教学课堂，因而计算机多媒体技术得到广泛使用，而计算机网络的应用使各种信息资源得到共享与交流，从而提高了教学效果，促进了育人的培养，成就了国家急需的复合型现代化人才。生活中，计算机科技带给我们的不仅仅是休闲、娱乐、通过网络平台，我们可以了解到更多自己想知道的信息，同时提供了一个新的人际沟通方式。计算机科学技术经存在与我们工作、学习、生活中不可或缺的助手，其重要性也不言而喻了。 随着当代科学技术的发展，不同学科之间的相互渗透、交叉和综合已成为当今科技发展的一个重要趋势。许多科学上的重大发现和重大社会问题的解决，常常涉及不同学科的相互交叉和渗透。就计算机科学而言，在20世纪最后的30年间，取得了大量里程碑式的科学业绩，
自然辩证法理论在医药学领域的应用 摘要：自然辩证法是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。而当今医药学领域的发展成果无疑也离不开科学技术和自然辨证法理论的发展。本文第一部分讲述了医药学与自然辩证法的关系，第二部分讲述了自然辨证法与心血管疾病的联系的具体实例。 关键词：自然辨证法，科学技术，医药学 一、医药学与自然辩证法的关系 医药学作为自然科学的一个分支，与自然辨证法联系非常紧密。要想知道医药学与自然辩证法的关系，先得从科学与自然辩证法的联系入手。下面我们来看看科学与自然辨证法的关系：自然辩证法与自然科学有一定的区别，但更有紧密的联系，这涉及到学科门类的层次结构问题。对于一门实际的科学门类，研究内容实际上可以分为几个层次。这有许多划分方法。我国著名的科学家钱学森是把一个学科类别分为四个层次：最高的一个层次是哲学层次，第二层是科学层次，第三层是技术层次，最后一层是具体的应用层次。哲学层次研究的内容与自然科学不尽相同。计算机同时也是自然界的一个事物，它的计算过程是类似人脑的，计算机能不能思维，是不是会有意识，未来会是什么样子？这个问题就是哲学层次的问题。而自然科学的计算机科学与技术专业，主要研究就是在科学层次和技术层次，主要是在比如图灵机原理这些问题。可以看出，自然辩证法研究的问题比自然科学层次更高一些，研究一些比较宏观的问题；自然科学研究一些理论、比较精确的定理，以及设计实际的机器设备。但是，两者研究的问题显然有着紧密的联系，是一般和特殊的关系。计算机从本质上讲是人的思维规律和机器相结
分析自然辩证法在物理学中的应用 众所周知,唯物辩证的自然观与方法论是自然辩证法的基石。自然辩证法是以马克思主义的观点、理论与方法为指导,根据社会历史条件,结合时代的任务,对科学技术的发展及与社会发展的相互关系进行考察的研究领域。其原理,可以应用于任何一门学科当中,如自然界中的“变”与“不变”,矛盾的对立统一,同一事物的多面性、相对性,不同事物存在联系、内因与外因、量变与质变等规律,在物理教学中都可以得到完美的体现。物理学是研究自然界物质的性质,运动规律和结构的一门科学。大自然是一个辩证、和谐、统一的整体。它在运行过程中处处体现和谐统一的辩证性,因此“辩证”是自然运行的主要特性。物理教师学一点自然辩证法的思想,并在教学中渗透辩证唯物的思想、观点和方法是很有必要的。下面我结合我的几年初中物理教学经验,谈谈我对这两门学科如何相互融合的一些浅显认识。 一、辩证唯物主义自然观的基本思想和特征 辩证唯物主义自然观认为:自然是物质的,物质是万物的本 原和基础,自然界除了运动着的物质及其表现形式外,什么 也没有;运动无论在量上,还是在质上都是不灭的;意识和思维是物质高度发展的产物,既人脑的属性和机能;时间和空 间是物质的固有属性和存在方式;自然界的一切事物和现象都是矛盾的统一体,它们既是对立的,又是统一的,并且万物
都处于普遍联系和相互作用之中,处于永久的产生和消亡之中,处于不断的运动和转化过程之中。其基本特点主要是:第一,唯物论与辩证法的统一。第二,自然史与人类史的统一。第三,天然自然与人化自然的统一。 二、辩证法在物理学科中的体现 (一)辩证法在“能量守恒”中的体现 我们知道,大自然是每时每刻都在变化着,但这种变化并不 是无序的、无规律的变化,总是有些相对不变(或相等)的东西,在制约着变化的东西,使它们有序地运动,这就是有序和无序之间的自然辩证法。在我们的物理学中,也是无处不见。 例如,自然界中各种形式的能量既可以转化,也可以转移,但无论怎样转化或转移,能的总量保持不变,这就是能量守恒 定律。碰撞是自然界中常见的现象,在一个不受外力的系统内,无论物体间怎样碰撞,系统的总动量一定保持不变,这就是动量守恒定律。又如生活中有各式各样的杠杆,尽管它们受到的动力、阻力及其动力臂、阻力臂的数值千差万别,但杠杆平衡时,“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”一定相等,这就是杠杆原理。 (二) “量变与质变”规律在物理学中的体现 量变是指事物在数量和程度上的逐渐的、不显着的变化;质变是指事物显着的、根本性质的变化。可见,“不显着”是量变的特点,体现了事物的连续性。“显着”是质变的特点,
自然辩证法在控制工程中的应用 摘要控制工程学科的主要研究对象是工程领域内的控制系统，通过使用数学、计算机、电子通讯等技术，对系统进行建模、分析、控制、设计和实现的一门学科。自然辩证法是关于自然界和科技发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学，其目的就是为了更加合理地处理人与自然之间的矛盾。人和控制系统均是自然的一部分，所以控制工程的产生和发展时刻都与自然辩证法有着密切的联系。本文将就自然辩证法主要观点以及其在控制工程中的应用作简要的研究。 关键词自然辩证法、控制工程、应用 控制工程学科研究的主要对象是工程系统，以数学和计算机技术为主要研究工具，研究各种控制策略及控制理论和方法。本学科的重要基础和核心内容是控制理论，控制工程是本学科的背景动力和发展目标。控制工程所研究的是运动系统的行为、受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性学科。在理论方面，利用各种先进的数学工具来描述系统的动静态特性，主要研究内容是建模、预测、优化决策及控制。在应用层次上，将理论研究成果与计算机、网络和现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器或控制系统。而这一系列的过程都是人们对控制规律进行探索和总结的过程，因此控制科学是时刻与自然辩证法相联系的。 1. 控制理论与控制工程概述 本学科的主要对象是工程领域内的控制系统，以数学和计算机技术为主要研究工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、优化、设计和实现。本学科主要从事控制理论与控制工程领域的研究、设计、开发和系统集成等方面。 线性与非线性控制、自适应控制、变结构控制、鲁棒控制、智能控制、模糊控制、神经元控制以及将上述技术与方法加以集成的综合自动化技术等是本专业的主要研究方向。 1.1 控制理论的发展现状 自动控制是延伸人能体能、智能和提高劳动生产率及质量的关键技术，其研究方法就是自动控制理论，它是自动控制的基础和灵魂，自动化元器件和系统是实现自动控制的工具和载体。 总的来说自动控制分成如下几个阶段： 20世纪30~40年代：经典控制理论的发展初期。这一段时期的主要工作着力在频率法和根轨迹法的基础上，通常被称这一阶段为经典控制理论。其主要研究系统运动的稳定性、时域和频域中的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。 20世纪50年代：经历了从经典控制理论到现代控制理论的转变。这一时期的代表性方法为状态空间模型的能控性、能观性、正定等定理。现代控制理论采用线性代数和微分方
响应面法： 响应面法的基本思想是通过近似构造一个具有明确表达形式的多项式来表达隐式功能函数.本质上来说,响应面法是一套统计方法,用这种方法来寻找考虑了输入变量值的变异或不确定性之后的最佳响应值[1]。 响应面法与正交法的区别 正交试验设计则注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因素水平组合；但它不能在给出的整个区域上找到因素和响应值之间的一个明确的函数表达式即回归方程，从而无法找到整个区域上因素的最佳组合和响应值的最优值．因此，人们期望找到一种试验次数少、周期短，求得的同归方程精度高、能研究几种因素间交互作用的回归分析方法，响应面分析方法的很大程度上满足了这些要求． 响应面法与正交法的应用 1.童心等在正交实验联用响应面法优化脱皮马勃总生物碱提取的研究中得到了响应面法比正交法能得到更精确的因素水平量，从而有更好的实验结果。 传统的正交设计方法是一种用线性数学模型进行设计的设计方法，可以找出多个因素水平的最佳组合。但是正交设计只能分析离散型数据，具有精度不高，预测性不佳的缺点。响应面法采用非线性模型，能求得高精度的回归方程，进行合理预测来找出最优工艺条件[2]。 张崟等在响应面法和正交试验对骨素酶解工艺优化的比较实验中发现响应面法得出的最优工艺所得的水解度比正交试验高出15.4 %[3]。 总的来说，正交实验比响应面设计实验次数更少，但是响应面设计可以得到一个回归方程，并能得到精确的因素水平值。 参考文献 [1] 王永菲,响应面法的理论与应用 [2] 童心, 正交实验联用响应面法优化脱皮马勃总生物碱提取的研究 [3] 张崟, 响应面法和正交试验对骨素酶解工艺优化的比较
目录 响应曲面法概述 (2) 简介 (2) 方法说明 (2) 适用范围 (2) 响应曲面分析常用方法 (2) 一、中心复合试验设计 (2) 二、Box-Behnken试验设计 (6) 分析响应曲面设计的一般步骤 (7) 模型拟合 (7) 模型诊断 (7) 模型分析解释 (8)
响应曲面法概述 简介 随着计算机技术的飞速发展，数值计算科学的不断深入，工程计算的模型越来越复杂，算规模越来越大,所花费的机时越来越长。同时，许多工程问题的目标函数和约束函数对于设计变量经常是不光滑的或者具有强烈的非线性。这样,科学家和工程师都希望寻找新的高效可靠的数学规划方法以满足工程优化计算的需要。一个渐进近似的优化方法能很好地解决这种既耗机时又非光滑的优化问题，它就是响应面法(Response Surface Methodology ，简称：RSM)。 RSM是数学方法和统计方法结合的产物，是用来对所感兴趣的响应受多个变量影响的问题进行建模和分析的,其最终目的是优化该响应值。由于RSM把仿真过程看成一个黑匣子，能够较为简便地与随机仿真和确定性仿真问题结合起来，所以得到了非常广泛的应用。近十多年来，由于统计学在各个领域中的发展和应用，RSM的应用领域进一步拓宽，对RSM感兴趣的科学工作者也越来越多，许多学者对响应面法进行了研究。RSM的应用领域不再仅仅局限于化学工业,在生物学、医学以及生物制药领域都得到了广泛应用。同时，食品学、工程学、生态学等方面也都涉及到了响应面法的应用。 方法说明 响应曲面设计方法（Response Surface Methodology，RSM）是利用合理的试验设计方法并通过实验得到一定数据，采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量问题的一种统计方法。 适用范围 1、确信或怀疑因素对指标存在非线性影响； 2、因素个数2-7个，一般不超过4个； 3、所有因素均为计量值数据； 4、试验区域已接近最优区域； 5、基于2水平的全因子正交试验。 响应曲面分析常用方法 一、中心复合试验设计 中心复合设计（central composite design, CCD）是在2水平全因子和分部试验设计的基础上发展出来的一种试验设计方法，它是2水平全因子和分部试验设计的拓展。通过对2水平试验增加一个设计点（相当于增加了一个水平），从而可以对评价指标（输出变量）和因素间的非线性关系进行评估。它常用于在需要对因素的非线性影响进行测试的试验。