正交试验设计论文Word版
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正交试验设计范文正交试验设计(orthogonal experimental design)是一种统计方法,用来确定影响一个或多个因素的不同水平对观测结果的影响程度和相互关系。
该方法通过一系列的实验来探索不同因素对结果的影响,同时最大限度地减少干扰因素的影响,提供实验数据分析的依据和决策依据。
正交试验设计是基于正交阵(也称为拉丁方)的设计方法,通过将因素的不同水平进行排列组合,从而构建一个有效的实验方案。
正交阵的特点是各因素之间相互独立,能够同时考虑多个因素的影响,降低实验的复杂度和成本。
在正交试验设计中,首先需要确定研究的因素和水平。
因素是影响结果的变量,水平是每个因素的取值范围。
然后,通过正交阵的组合,构建不同水平的因素组合,形成实验方案。
在实验过程中,根据实验结果对各个因素进行分析和比较,确定主要因素和最佳组合。
1.减少实验次数:正交试验设计能够通过少量的实验次数,确定最佳因素组合,大大减少实验的工作量和成本。
2.消除干扰因素:正交试验设计能够排除干扰因素的影响,提高实验的可靠性和准确性。
3.有效分析因素:正交试验设计能够同时考虑多个因素的影响,找到主要因素和最佳组合,提高实验结果的可比性和可靠性。
然而,正交试验设计也存在一些限制和注意事项:1.模型简化:正交试验设计假定各个因素之间相互独立,这可能不符合实际情况,导致结果的失真。
2.限定水平选择:正交试验设计的水平选择通常是事先确定的,可能无法包含所有可能的取值范围,影响结果的全面性。
3.实验误差控制:正交试验设计无法完全消除实验误差,可能会影响结果的可靠性。
综上所述,正交试验设计是一种有效的实验设计方法,通过少量的实验次数,确定最佳因素组合,提高实验结果的可靠性和准确性。
在应用正交试验设计时,需要注意模型的简化、水平选择的局限性和实验误差的控制。
正交试验设计在工程、生产和科学研究中具有广泛的应用前景。
多指标正交实验设计-实验设计论文-设计论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:为提高极耳加热工艺的制作质量,满足产品安全要求,以剥离强度、渗透时间作为优化指标,采用多指标的正交实验设计方法,通过极差分析法,讨论热压温度、热压时间、电磁加热电流、电磁加热时间等成型工艺参数对试件性能的影响,利用综合平衡法确定最优的加热工艺参数组合方案,对采用多设备多加热工艺参数的产品质量具有指导意义。
关键词:正交实验法;热压工艺;多指标优化;综合平衡法极耳加热工艺涉及的成型机理涉及材料学、电学、热力学、热化学、机械学等多个领域,加工过程复杂度高,不同工艺参数对制件的性能,尤其对于影响产品安全的剥离强度、渗透强度有显著影响。
目前对于加热工艺的研究主要从工艺自身的改进与提升考虑,对于多道加热工艺参数研究与探讨较少,显然,优化单一工序对产品性能的作用远远低于多个工艺参数对产品性能的综合影响。
为获得较为全面的工艺参数组成方案以提升产品的性能,本文应用正交实验及多指标平衡法结合的方法,先用正交实验法得到研究指标的工艺参数优化(热压温度、热压时间、电磁加热电流、电磁加热时间)组合方案,在此基础上对研究指标优化方案进行综合评判,得出影响加热工艺制作质量的工艺参数综合优化组合方案,并再次进行试验验证优化后工艺参数对产品性能的提升。
1试验方案设计1.1试验方法在极耳加热工艺中,为了有较高的产品性能,以产品渗透时间、剥离强度作为生产加工主要检验指标,剥离强度越大越能体现不同工艺参数下极耳胶与导体之间的结合紧密性,渗透时间能体现极耳的可靠性,两个指标均影响产品性能的优劣,与产品安全性有紧密关系。
通过正交试验的极差分析法计算确定出影响剥离强度因素的重要顺序和最优制作工艺参数组合,在利用综合平衡法确定最优工艺参数组合,最后通过实验验证最优加热工艺参数的合理性。
1.2实验因素在极耳生产加工过程中,剥离强度的大小直接受到各个加热工序的影响,加热工序的主要参数包括:排片加热温度、排片加热时间、热压温度、热压时间、电磁加热电流、电磁加热时间等。
实验一正交试验设计报告引言正交试验设计是一种广泛应用于工程和科学研究中的试验设计方法。
其目的是帮助研究人员在有限的资源条件下,高效地确定影响试验结果的变量及其相互作用关系。
本实验旨在通过正交试验设计方法,确定研究对象在不同变量水平下的最佳操作条件。
实验目的本实验的目的是通过正交试验设计,确定某种新型水稻品种的最佳种植条件。
通过调整种植条件中的若干因素,如光照时间、温度、湿度等,来研究这些因素对水稻产量的影响。
实验方法设计方案本实验采用L18(3^6)正交试验设计,共有18个实验条件。
通过正交试验设计,将6个因素进行组合分配,保证每个因素在不同水平上均匀分布。
实验设计如下表所示:实验条件光照时间温度湿度施肥量施药量压力- - - - - - -1 A1 B1 C1 D1 E1 F12 A1 B1 C2 D2 E2 F23 A1 B1 C3 D3 E3 F34 A1 B2 C1 D1 E2 F35 A1 B2 C2 D2 E3 F16 A1 B2 C3 D3 E1 F27 A2 B1 C1 D2 E3 F28 A2 B1 C2 D3 E1 F39 A2 B1 C3 D1 E2 F110 A2 B2 C1 D3 E1 F111 A2 B2 C2 D1 E3 F212 A2 B2 C3 D2 E1 F313 A3 B3 C1 D3 E1 F214 A3 B3 C2 D1 E2 F315 A3 B3 C3 D2 E3 F116 A3 B1 C1 D1 E3 F317 A3 B1 C2 D2 E1 F118 A3 B1 C3 D3 E2 F2 实验步骤1. 在实验室中搭建水稻种植环境,设置光照时间、温度、湿度、施肥量、施药量和压力等条件;2. 按照正交试验设计方案,安排实验条件的组合;3. 根据每个实验条件的组合,进行水稻的种植和管理;4. 在收获时,记录水稻的产量,并进行数据统计和分析。
实验结果与分析根据实验数据统计和分析,得到了不同因素水平对水稻产量的影响。
正交试验设计范文正交试验设计是一种统计试验设计方法,其目的是在尽可能少的试验次数下,对多个因素进行系统地、全面地分析,从而找出对研究对象所产生影响的主要因素和最佳组合。
正交试验设计被广泛应用于工程实验、产品开发、过程改进等领域,具有试验次数少、结果可靠等优点。
正交试验设计的基本原理是将整个试验因素空间分成若干等价子空间,通过选择适当的试验条件在每个子空间内进行试验。
这样做的好处是,可以使得各个因素之间的相互作用得到最大限度地展示,从而减少试验次数。
同时,经过适当的设计,也能够得到可靠的统计分析结果,进一步提高试验效率和准确性。
一般来说,正交试验设计可以分为正交数组设计和正交表格设计两种。
正交数组设计是根据因素的水平数目和试验次数来选择的。
最常用的正交设计是正交二水平设计,即每个因素有两个水平。
正交二水平设计最简单,试验次数最少,适用于因素之间相互独立的情况。
它的优点是试验结果易于分析,能够快速得到结论。
但是,它并不能够得到准确的因素间相互影响的统计推断。
正交表格设计是根据因素的水平数目和试验次数来选择的。
正交表格设计适用于因素之间存在相互影响的情况。
常见的正交表格设计有正交L8、正交L16等。
正交表格设计的优点是可以快速得到因素间相互影响的统计推断,可以更全面地分析因素之间的关系。
但是,试验次数相对较多,需要充分利用资源。
使用正交试验设计的步骤如下:1.确定试验目标:明确需要研究的问题和目标,确定试验的目标,明确需要研究的因素和因素的水平。
2.选择试验因素:根据试验目标,选择需要考虑的因素和因素的水平。
3.设计试验矩阵:根据选择的试验因素和水平,设计正交试验的矩阵,确定每个试验条件的组合。
4.进行试验:按照设计好的试验条件进行实际试验。
5.分析实验结果:根据实验结果,进行统计分析,分析因素之间的关系和影响,得出结论。
6.优化因素组合:根据分析结果,确定最佳的因素组合,优化实验结果。
正交试验设计的优点在于通过有限的试验次数,可以全面地研究多个因素对研究对象的影响,找出影响主要的因素和最佳组合。
2 正交实验设计2.1 正交实验设计概述正交实验设计(Orthogonal experimental design) 11是研究多因素多水平的一种设计方法,它是根据从全面实验中挑选出部分有代表性的点进行实验,正交实验设计又称正交设计或多因素优选设计,是一种合理安排、科学分析各实验因素的一种有效的数理统计方法。
它是在实践经验和理论认识的基础上,借助一种规格化的“正交表”,从众多的实验条件中确定出若干个代表性较强的实验条件,科学地安排实验,然后对实验结果进行综合比较,统计分析,探求各因素水平的最佳组合,从而得到最优或较优实验方案的一种实验设计方法。
正交实验设计的特点是用不太多的实验次数,找出实验因素的最佳水平组合,了解实验因素的重要性程度及交互作用情况,减少实验盲目性,避免资金浪费等。
它能以较少的实验次数找到较好的实验(生产)方案,由正交实验寻找出的优化参数(条件)与全面实验所找出的最优条件有一致的趋势。
正交实验设计具有正交性,使实验具备均衡分散和综合可比性。
此法应用方便,准确性高,在多因素条件下应用有很大的优越性,是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
日本著名的统计学家田口玄一将正交实验选择的水平组合列成表格,称为正交表。
例如作一个三因素三水平的实验,按全面实验要求,须进行33=27种组合的实验,且尚未考虑每一组合的重复数。
若按L9(3)3正交表按排实验,只需作9次,显然大大减少了工作量。
因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。
2.2 正交实验设计基本程序正交设计中常用的术语有:指标、因子和水平。
正交设计把实验设计要考表示第i次实验的指标值;把对实验虑的结果和评价准则称为指标,一般以yi结果和对评价指标可能产生影响且在实验中明确了条件加以对比的因素称为因子,一般以大写字母表示;把每个因子在实验中的具体条件称为因子的水平,简称水平,一般以表示因子的大写字母加上脚标来表示。
对于多因素实验,正交设计是简单常用的一种设计方法,其设计程序12如图4所示。
摘要:正交试验设计是研究多因素多水平的又一种设计方法,它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,正交试验设计是分析因式设计的主要方法,是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。
关键字:正交试验设计单指标直观分析正交表0 引言如今,科学的快速进步带来各种各样革命性的产品,这些产品不是凭空而生,是人类科学家经过多次成功与失败的试验总结完善而成。
试验设计融会于各种学科领域,并非只存于工学;它是一个理论到实践应用实施的过程,包括明确试验目的、制定可行方案、结合专业和统计学的知识,做出周密完整、科学严谨的整个试验过程。
但试验往往需消耗大量人力、物力和财力,所以实际试验过程中我们应该仔细分析导致各种试验结果的影响因素,挑选最合适的的主干部分,用最优的方案去得到我们需要的试验结果。
而正交试验设计可以满足上述特点,试验次数少、效率高、低成本。
本文主要论述单指标正交试验设计及其结果的直观分析。
1 普通试验方法1.1 独立重复试验某几个试验因素各自不同的因素水平数相乘便得到独立重复试验的总次数,如对a因素b水平试验来说,其试验总次数为N=b a次。
这种试验盲目性大,没有明确的最优试验方案,耗时耗力,特别是对于某些杂,多的因素水平而言,毫操作性。
2 正交表2.1 等水平正交表正交表是一整套规则的设计表格,是正交试验设计用来安排试验因素和水平数并分析试验结果的基本工具,符号表示举例如下:4水平正交表:L16(45),L32(49),L64(421),……5水平正交表:L25(56),L50(511),L125(531),……表一 3水平正交表L9(34):试验号列号1 2 3 41 1 1 1 12 1 2 2 23 1 3 3 34 2 1 2 35 2 2 3 16 2 3 1 27 3 1 3 28 3 2 1 39 3 3 2 12.2 选择正交表的基本原则一般都是先确定试验的因素、水平和交互作用,后选择适用的L表。
试验设计与分析结课论文姓名:学号:班级:10机制(3)班院系:机械电气工程学院2013年6月8日气囊抛光工艺参数的正交实验分析摘要:针对平面光学零件,以抛光去除率和表面粗糙度为考核指标,应用正交试验法分析了气囊抛光过程中的主要工艺参数,包括抛光工具气囊的压缩量、气囊转速、气囊内部充气压力、抛光液的浓度对抛光去除效率和表面粗糙度的影响规律.结合气囊抛光的抛光机理对其进行了分析, 根据实验结果对工艺参数进行了优化, 并进行了综合参数的气囊抛光加工实验,获得了超精密光滑的表面。
关键词: 气囊抛光、正交实验、材料去除率、表面粗糙度实验设计1)因素设计本实验采用的是正交实验方法,目的是要确定气囊抛光的主要工艺参数( 因素) 对抛光效率(指标)的影响规律,并在此基础上确定出最优的参数组合.实验中考虑了四个主要因素,即气囊的压缩量、气囊转速、气囊内部压力( 充气压力)、抛光液的浓度。
2)因素水平设计每个因素选择三个水平,本实验为4因素3水平的正交试验,选用L(43)9正交表,如表1所示.实验方案如表2所示。
工件材料选用平面BK7光学玻璃(530mm@5mm) , 抛光材料为氧化铈抛光粉。
具体实验方法是:工件静止不动, 气囊以一定的转速在工件上定点抛光, 抛光10min,形成一个椭圆形的抛光区; 采用2302型轮廓仪对抛光后的表面进行测量, 并计算出单位时间内的材料去除量.研究一:平面工件气囊抛光去除效率实验研究实验分析—---下面对试验结果运用MiniTab进行分析(1)创建田口实验(2)选择3水平4因素的L9(43)的田口设计(3)把试验结果输入到响应的表格中(4)进行田口试验分析(5)响应数据选取“去除效率”;图形选项中主效应图选择“均值”;分析选项中,效应表选“均值”6)得到“去除效率”的分析结果气囊压缩量气囊内部压力气囊转速抛光液浓度水平1 3.967 5.380 5。
047 5。
4072 5.473 5.593 5。
正交试验设计在生产和科研工作中,经常要做许多试验。
特别在纺织生产过程中,实际问题是错综复杂的。
影响试验结果的因素很多,有些因素单独起作用,有些因素的水平好坏与另一个因素水平的选取有紧密地依赖关系。
在安排试验时总想多试验几个因素,但是逐个试验,次数必然很多,不仅会耗费大量的人力物力,而且有时还会因为时间的拖长,试验条件改变,使试验失败。
那么,如何安排这种多因素的试验,使试验既能次数少,耗费小,又能得到正确结论,取得较好的效果呢?这就是值得研究的一个问题。
正交试验设计是一种安排多因素试验的数学方法,它是从大量生产实践和科学实验中总结出来的,它在提高产品的产量、质量,研究采用新工艺、新品种,了解新设别的工艺性能以及改进技术管理等方面,都取得了较好的效果。
正交试验设计所要解决的问题是:1.合理安排多因素的试验,使试验次数尽量减少。
2.从试验数据中能分析各因素对试验结果造成的影响,即要能分析出哪些是主要因素,哪些是次要因素,哪些是独立作用,哪些是交互作用。
第一节正交表的一般知识一、正交表的定义设有a1,a2…a r和b1,b2…b s两组水平,把“水平对”(a1,b1),(a1,b2)…(a1,b s)(a2,b1),(a2,b2)…(a2,b s)………………………………………(a r,b1),(a r,b1)…(a r,b s)称为上述两组水平所构成的“完全对”。
一般写成(a i,b j),用数码表示,如(1,1)(1,2)(1,3)(2,1)(2,2)(2,3)(3,1)(3,2)(3,3)“完全对”的个数=因素1的水平数 因素2的水平数如果一个矩阵的某两列中,同一行的水平所构成的“水平对”是一个“完全对”,而且每次出现的次数相同时,就说这两列搭配均衡。
如1 1 1 1 12 2 2 1 2 2 21 2 2 2 2 2 1 1 1 2 1 12 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 12 2 1 2 1 1 1 2 2 1 1 2在每两列中,(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)都各出现一次,因此“搭配均衡”。
正交试验设计法[17]正交试验设计是利用“正交表”选择试验的条件,并利用正交表的特点进行数据分析,找出最好的或满意的试验条件,适用于多因素的设计问题.正交试验法的理论基础是正交拉丁方理论与群论.在工作中可用的多因素寻优工作方法,一类是从优选区某一点开始试验,一步一步到达较优点,这类实验方法叫序贯试验法,如因素轮换法、爬山法等;另一类是,在优选区内一次布置一批试验点,通过对这批试验结果的分析,逐步缩小优选范围从而达到较优点,如正交试验法等。
科研中普遍采用正交试验法,因其具有如下优点:①实用上按表格安排试验,使用方便;②布点均衡、试验次数较少;③在正交试验法中的最好点,虽然不一定是全面试验的最好点,但也往往是相当好的点。
特别在只有一两个因素起主要作用时,正交试验法能保证主要因素的各种可能都不会漏掉。
这点在探索性工作中很重要,其他试验方法难于作到;④正交试验法提供一种分析结果(包括交互作用)的方法,结果直观易分析。
且每个试验水平都重复相同次数,可以消除部分试验误差的干扰;⑤因其具有正交性,易于分析出各因素的主效应。
名词解释:1 试验因素:影响考核指标取值的量称为试验因素(因子),一般记为:A,B,C 等.有定量的因素,可控因素,定性的因素,不可控因素等。
2 因素的位级(水平):指试验因素所处的状态。
4 考核指标:根据试验目的而选定的用来衡量试验效果的量值(指标).5 完全因素位级组合:指参与实验的全部因素与全部位级相互之间的全部组合次数,即全部的实验次数。
6 部分因素位级组合:⑴单因素转换法⑵正交试验法7 正交表的符号:正交表是运用组合数学理论在正交拉丁名的基础上构造的一种规格化的表格。
符号:Ln(ji) 其中:L-—正交表的符号n——正交表的行数(试验次数,试验方案数)j—-正交表中的数码(因素的位级数)i-—正交表的列数(试验因素的个数)N=ji-—全部试验次数(完全因素位级组合数)总之,利用正交试验法的设计方案,结合代数方法对数据进行分析,可达到使试验收敛速度加快、试验的效率非常高的效果。
正交试验设计论文
正交试验设计是一种统计方法,用于确定实验变量之间的相互作用强度和主要效应。
这种设计可帮助研究人员确定最小样本尺寸,以便在设计实验时获得准确且可重复的结果。
在正交试验设计中,变量之间的相互作用影响被最小化,从而使得结果更易解释和解读。
正交试验设计的目标是找到一个均衡的实验设计,能够充分利用有限的资源。
因此,正交试验设计需要考虑到实验变量的数目、级别和相互作用,以及对实验结果的准确性和可重复性的要求。
在正交试验设计的论文中,通常包括以下几个部分:
1. 引言部分:介绍正交试验设计的背景和意义,以及该设计在实验研究中的应用。
2. 方法部分:详细描述正交试验设计的步骤和流程。
包括确定实验变量和级别、建立试验方案、计算样本量和分析结果的方法等。
3. 结果部分:呈现实验结果的统计分析和推论。
通过表格、图表等方式展示实验数据,以及对数据进行统计学分析和解释。
4. 讨论部分:对实验结果进行解读和讨论,以及对正交试验设计的局限性和改进的建议。
与现有研究进行比较和对比,探讨可能的应用领域和进一步研究的方向。
5. 结论部分:总结整个论文的主要发现和结论,强调该设计在实验研究中的重要性和潜在的应用。
需要注意的是,在正交试验设计的论文中,应该尽量清晰和准确地描述实验的目的、方法和结果,以便读者理解和重复实验。
同时,还要注意对先前研究的引用和批评,以及对不确定性和误差的讨论。
最重要的是,写作过程中应保持逻辑条理和严谨性,使得读者能够对研究内容有清晰的认识和理解。
正交试验设计实例分析正交试验设计是使用正交表来安排多因素、多水平试表验,并采用统计学方法分析实验结果的一种实验设计方法[1]。
对于多因素、多水平的问题,人们一般希望通过若干次的实验找出各因素的主次关系和最优搭配条件,用正交表合理地安排实验,可以省时、省力、省钱,同时又能得到基本满意的实验效果。
因此,这种方法在改进产品质量、优化工艺条件及研发新产品等诸多方面广泛应用。
但是,很多研究人员在使用该方法时,有些细节往往容易被忽视。
作者以姜黄素的提取为例具体阐述这一方法的使用和注意事项。
1.实例:姜黄素是姜黄中的主要活性成分,在优化其提取工艺时,首先应确定正交试验需要考察的因素和水平。
尤本明等[2]考察了三个因素,因素A(作为溶媒的乙醇浓度)、因素 B(溶媒的量)、因素C(渗漉速度),每个因素取三个水平。
试验设计时,一般还应考虑各因素间的交互作用,也就是因素之间的联合作用,这点不可忽视。
根据以往经验可知,本例中因素之间的交互作用可以忽略,故采用 L9(34)正交表来安排试验(见表1)。
该表共有4列,将因素 A 、B 、C 分别安排在正交表的第2、3、4列上,第1列为空白列。
在试验前,各因素及水平在正交表中的位置必须交待清楚,以确定各次试验的条件,避免不必要的错误。
1 正交试验设计与结果2 .直观分析法:表1中的 K1、K2、K3分别表示在各因素各水平下姜黄素提取量的总和,K分别表示在各因素各水平下姜黄素提取量的平均值。
由于有时会遇到各因素水平数不等的情况,因此,一般用提取量的平均值大小来反映同一个因素的各个不同水平对试验结果(提取量)影响的大小,并以此确定该因素应取的最佳水平。
用同一因素各水平下平均提取量的极差R(极差=平均提取量的最大值-平均提取量的最小值)来反映各因素的水平变动对试验结果(提取量)影响的大小。
极差大就表示该因素的水平变动对试验结果的影响大,极差小就表示该因素的水平变动对试验结果的影响小。
正交实验设计法范文正交实验设计法(Orthogonal Experimental Design)是一种用来有效地观察和分析多个因素对试验结果的影响的设计方法。
它是基于统计学原理的一种实验设计方法,可以减少试验次数,提高试验效率,同时提供可靠的实验结果。
正交实验设计法通过选择一组不同水平的因素和水平组合,使得不同因素之间的相互影响能够得到有效的检测和观察。
在正交实验设计法中,因素通常被称为处理因素,每个处理因素有若干个不同的水平,每个水平代表该因素的不同程度或条件。
通过该设计方法可以确定各个因素对试验结果的影响程度,并找到最佳的因素组合。
正交实验设计法的基本原则是考虑多个因素的综合作用,探索各因素及其水平对结果的影响,并通过设计合适的实验方案来进行观察和分析。
在正交实验设计法中,通常采用正交表来进行试验设计。
正交表是一种具有均匀性质的矩阵,每个处理因素的水平组合都恰好出现在正交表中的其中一行中。
1.减少试验次数:通过正交实验设计法,可以有效地减少试验次数,从而节省时间和资源。
正交表在设计时已经考虑到了各个因素之间的相互作用,使得每个处理因素的水平组合都得到充分观察。
与单因素试验相比,正交实验设计法能够在较少的试验次数下获得更全面的试验数据。
2.提高试验效率:正交实验设计法可以更好地分析和解释不同因素对试验结果的影响。
通过正交表的设计,可以充分考虑到各个因素的主效应和交互效应,从而得到更准确的结果。
同时,正交实验设计法也能够通过控制其他因素的干扰,提高试验的精度和可靠性。
3.寻找最佳因素组合:正交实验设计法可以用来寻找最佳的因素组合,即最优方案。
通过观察和分析不同因素组合下的试验结果,可以找到使得试验结果最优化的因素水平组合。
这对于优化生产工艺和改进产品性能具有重要意义。
4.挖掘新知识和发现新规律:正交实验设计法不仅可以得到基本的试验结果,还可以通过对试验数据的分析和统计求解,挖掘新的知识和发现新的规律。
《正交试验设计和分析方法研究》篇一一、引言正交试验设计是一种常用的统计分析方法,广泛应用于各个领域的研究与实践中。
它通过正交性原则,合理安排试验因素和水平,使得各因素间的效应能够独立可加,从而实现全面而经济的试验目的。
本文将对正交试验设计及其分析方法进行深入探讨和研究。
二、正交试验设计基本原理正交试验设计基于数理统计理论,根据实验需求选取不同的试验因素和水平,并运用正交表来安排实验。
正交表是一种特殊的表格,它具有整齐可比性、均衡分散性等特点,能够有效地减少试验次数,提高试验效率。
正交试验设计的核心在于正交性原则,即各因素间的效应能够独立可加,从而使得试验结果具有明显的规律性和可预测性。
三、正交试验设计步骤1. 明确试验目的和要求:确定试验的目标、任务和预期结果,为后续的试验设计提供依据。
2. 选取试验因素和水平:根据试验目的和要求,选择合适的试验因素和水平。
3. 制定正交表:根据选定的试验因素和水平,制定合适的正交表。
4. 实施试验:按照正交表进行实验,记录实验数据。
5. 数据分析与结果解释:对实验数据进行统计分析,解释各因素对实验结果的影响。
四、正交试验分析方法1. 极差分析:极差分析是一种简单而有效的正交试验分析方法。
它通过计算各因素在不同水平下的实验结果极差,来评价各因素对实验结果的影响程度。
2. 方差分析:方差分析是一种更为精确的正交试验分析方法。
它通过计算各因素引起的实验结果方差,来评估各因素对实验结果的贡献程度。
3. 回归分析:回归分析是一种将实验结果与各因素进行数学建模的分析方法。
它通过建立回归方程,揭示各因素与实验结果之间的数量关系,为优化实验提供依据。
五、实例分析以某企业生产过程中的工艺参数优化为例,通过正交试验设计,选取了温度、时间、压力等三个关键工艺参数作为试验因素,并设定了不同的水平。
然后根据正交表进行实验,记录各组实验结果。
通过对实验结果进行极差分析和方差分析,发现温度对产品性能的影响最为显著,其次是时间和压力。
《正交试验设计和分析方法研究》篇一一、引言正交试验设计是一种科学研究方法,主要运用统计学和数学原理来规划和组织实验。
此方法能够在控制变量的同时,确保试验结果具有可比性和准确性。
在各种研究领域,如医学、工程、农业、经济等,正交试验设计均发挥着重要作用。
本文将针对正交试验设计的基本原理、方法、实施步骤及分析技术进行深入研究,以促进其在实际应用中的有效使用。
二、正交试验设计的基本原理和方法正交试验设计的基本原理是利用正交表来安排试验,通过尽可能少的试验次数,找出影响因素的最佳水平组合。
其核心思想是“均匀分散,整齐可比”。
正交试验设计的方法主要包括以下步骤:1. 确定试验目的和影响因素:明确试验的目标,识别出可能影响试验结果的各种因素。
2. 选择合适的正交表:根据试验因素和水平数,选择合适的正交表。
3. 制定试验方案:按照正交表安排试验,确定每个因素的水平和组合。
4. 进行试验:按照试验方案进行实际操作,记录数据。
5. 数据分析:对收集的数据进行分析,找出最佳的水平组合。
三、正交试验设计的实施步骤正交试验设计的实施步骤主要包括以下内容:1. 确定试验目的和要求:明确试验的目的、任务和要求,为后续的试验设计提供指导。
2. 识别影响因素和水平:通过预实验或文献调研,识别出影响试验结果的各种因素及其水平。
3. 选择正交表:根据因素和水平数,选择合适的正交表。
4. 制定试验方案:按照正交表安排试验,确定每个因素的水平和组合。
同时,要考虑到试验的可行性和可操作性。
5. 进行试验:按照试验方案进行实际操作,记录数据。
在试验过程中,要严格控制误差,确保数据的准确性。
6. 数据分析:对收集的数据进行整理和分析,找出最佳的水平组合。
可以采用极差分析、方差分析等方法。
7. 结果解释与优化:根据分析结果,解释各因素对试验结果的影响,并优化试验方案。
四、正交试验分析方法正交试验分析方法主要包括极差分析和方差分析。
极差分析是一种直观的分析方法,通过比较各列的极差,可以判断各因素的主次顺序。
《正交试验设计和分析方法研究》篇一一、引言正交试验设计是一种有效的科学实验方法,其特点在于能够高效地分析多因素对实验结果的影响,并通过最小的试验次数找出最优的参数组合。
该方法在工业、农业、医学、环境科学等多个领域都有广泛的应用。
本文将对正交试验设计的原理、设计方法、分析方法以及其应用进行详细的研究和探讨。
二、正交试验设计的原理正交试验设计是一种基于正交性原理的试验设计方法。
其基本思想是通过正交表来安排试验,使得每个因素的水平组合在试验中出现次数相等,且各因素的水平搭配均匀。
这样可以在较少的试验次数下,全面地分析各因素对实验结果的影响,找出最优的参数组合。
三、正交试验设计的方法1. 明确试验目的和要求:确定试验的目标,明确需要考察的因素和指标。
2. 选择正交表:根据试验的因素和水平数,选择合适的正交表。
3. 制定试验方案:按照正交表安排试验,确定每个因素的水平和组合。
4. 进行试验:按照试验方案进行试验,记录数据。
5. 分析试验结果:对试验数据进行统计分析,找出最优的参数组合。
四、正交试验的分析方法1. 直观分析法:通过观察试验结果的极差图,直接找出各因素对指标的影响程度和最佳水平组合。
2. 方差分析法:利用方差分析的原理,将试验结果的波动分解为因素引起的波动和误差引起的波动,从而确定各因素对指标的影响程度和显著性。
3. 回归分析法:通过建立因素与指标之间的回归模型,对试验结果进行预测和分析。
五、正交试验设计的应用正交试验设计在各个领域都有广泛的应用。
例如,在工业生产中,可以通过正交试验设计找出最佳的生产工艺参数,提高产品的质量和产量;在医学研究中,可以通过正交试验设计研究药物的最佳配方和最佳用药量;在环境科学中,可以通过正交试验设计研究不同因素对环境质量的影响等。
六、结论正交试验设计是一种有效的科学实验方法,其优点在于能够高效地分析多因素对实验结果的影响,找出最优的参数组合,且能够在较少的试验次数下得出可靠的结论。
燕山大学正交试验设计课程设计题目:正交试验设计在牌照识别中的应用学院(系):理学院年级专业:11经济统计学号: 5学生姓名:吕凯旋指导教师:孟宪云教师职称:教授完成时间:2014年11月4日燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):理学院基层教学单位:燕山大学2014年11月1日燕山大学课程设计评审意见表摘要摘要:车辆牌照识别技术是智能交通系统中采集交通数据的重要技术手段。
本文将正交试验设计方法应用于车辆牌照识别技术影响因素分析。
在归纳了影响牌照识别准确度的主要因素的基础上,以上海市虹桥路测试数据为实例,运用正交试验设计方法进行分析,得出了光线为车辆牌照识别技术主要影响因素的结论,进而给出了提高车辆牌照识别正确度的建议。
关键词牌照识别;正交试验设计;影响因素;智能交通系统AbstractAbstract:The license plate recognition(LPR)is an important technology of traffic data collecting intelligent traffic system.This paper presents orthogonal experimental design(OED) method to the analysis of factors impacting LPR.Then,main factors’influence on the LPR are sorted.Based on the real sample of Hongqiao Road in Shanghai,the OED method is found feasible.Also,it concludes that light is the key factor affecting LPR.And correspondent conclusion and advices of LPR were put forward.Key words license plate recognition;orthogonal experimental design;influencing factors;intelligent traffic system目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)第二章预备知识 (2)2.1 牌照识别技术 (2)2.1.1 牌照识别技术原理 (2)2.1.2 牌照识别技术影响因素分析 (3)2.2 正交试验设计 (4)2.2.1 正交试验设计原理 (4)2.2.2 OED法的优点 (4)2.2.3 OED法的应用步骤 (4)第三章试验设计 (5)3.1 基于正交试验设计法的牌照识别影响因素分析 (5)3.2 试验设计 (5)3.3 试验结果分析 (7)第四章结论 (9)参考文献 (10)第一章绪论1.1 课题背景智能交通系统是21世纪世界道路交通的发展趋势。
广西工学院统计专业实验报告课程名称试验设计实验项目名称正交设计与均匀设计班级与班级代码统计082 实验室名称(或课室)专业统计学任课教师王国强学号: 200800903062 姓名:潘国鹏实验日期: 2011-10-25姓名实验报告成绩评语:指导教师(签名)年月日说明:指导教师评分后,实验报告交院(系)办公室保存。
实验一一、实验目的1、熟练掌握有交互作用的正交试验设计的步骤。
2、掌握直观分析法与方差分析法分析试验结果。
二、实验设备:计算机和EXCEL 软件。
三、实验要求:4.1 九二O 是一种植物生长调节剂,某微生物厂生产的九二O 存在着产品效价低,成本高等问题,选取因素及水平如下表.试验需考虑交互作用A*B ,A*C ,B*C ,问:(1) 选用那张正交表合适?表头如何设计?(2) 如果试验把A,B,C,D 排在78(2)L 表的1,2,4,7列上所得试验结果(效价)依次为:2.05,2.24,1.10,1.50,1.35,1.26,2.00,试用直观分析法分析试验结果;(3) 试用方差分析试验结果。
四、实验步骤(1)由表及题意知该试验为二水平四因素和三个交互,所以选用78(2)L 正交表,表头设计如下:(2)下表为试验结果分析计算表: 78(2)L由上表的极差R 知交互作用对指标的影响大小 A*B>A*C>D , 所以A*B A*C 交互作用分析二元表分别如下: 从表中看出取A1B1搭配较好,即A1=0.6,B1=13.从表中看出取A1C2搭配较好,即A1=0.6,C2=4B*C 的交互作用为0.1对指标的影响很小,即就B,C 的取什么值对指标没多大影响,又A 与B,C的二元交互作用分析表中知道A1B1,A1C2的搭配较好,所以取A1B1C2。
在试验结果分析计算表中知道因素D1>D2,所以选D1。
综上所述,得到较优生产条件为A1B1C2D1,即微元总量A/(0.6%) 玉米粉B/(13%) 白糖C/(4%) 时间D/(25d )。
燕山大学正交试验设计课程设计题目:正交试验设计在牌照识别中的应用学院(系):理学院年级专业: 11经济统计学号: 110108020005学生姓名:吕凯旋指导教师:孟宪云教师职称:教授完成时间:2014年11月4日燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):理学院基层教学单位:燕山大学说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2014年11月1日燕山大学课程设计评审意见表摘要摘要:车辆牌照识别技术是智能交通系统中采集交通数据的重要技术手段。
本文将正交试验设计方法应用于车辆牌照识别技术影响因素分析。
在归纳了影响牌照识别准确度的主要因素的基础上,以上海市虹桥路测试数据为实例,运用正交试验设计方法进行分析,得出了光线为车辆牌照识别技术主要影响因素的结论,进而给出了提高车辆牌照识别正确度的建议。
关键词牌照识别;正交试验设计;影响因素;智能交通系统AbstractAbstract:The license plate recognition(LPR)is an important technology of traffic data collecting intelligent traffic system.This paper presents orthogonal experimental design(OED) method to the analysis of factors impacting LPR.Then,main factors’influence on the LPR are sorted.Based on the real sample of Hongqiao Road in Shanghai,the OED method is found feasible.Also,it concludes that light is the key factor affecting LPR.And correspondent conclusion and advices of LPR were put forward.Key words license plate recognition;orthogonal experimental design;influencing factors;intelligent traffic system目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................ I I 第一章绪论 . (1)1.1 课题背景 (1)第二章预备知识 (2)2.1 牌照识别技术 (2)2.1.1 牌照识别技术原理 (2)2.1.2 牌照识别技术影响因素分析 (4)2.2 正交试验设计 (4)2.2.1 正交试验设计原理 (4)2.2.2 OED法的优点 (4)2.2.3 OED法的应用步骤 (5)第三章试验设计 (5)3.1 基于正交试验设计法的牌照识别影响因素分析 (5)3.2 试验设计 (6)3.3 试验结果分析 (7)第四章结论 (9)参考文献 (10)第一章绪论1.1 课题背景智能交通系统是21世纪世界道路交通的发展趋势。
交通信息采集系统是智能交通系统的基础。
在众多的数据采集技术中,车辆牌照识别技术(License Plate Recognition,LPR)是一个非常重要的发展方向。
该技术能对车辆牌照进行自动识别,从而实现对车辆的自动登记、验证、监视、报警等功能,大大提高智能化管理水平,减少人力物力投入,降低劳动强度。
其应用场合包括:高速公路收费管理系统;城市交通车辆管理、监控;电子警察系统;智能停车场、智能小区管理;车牌验证;车流统计等。
牌照识别技术存在的主要问题是它的准确度,它受到多种因素(如天气、光线、车牌污损等)的综合影响。
到底哪些因素引起了识别错误的现象?其中哪些因素对LPR技术的准确度有显著的贡献? 主要影响因素的识别可通过试验验证,但全样本试验工作量巨大,难以实现。
正交试验法(Orthogonal Experimental Design ,OED)是解决这一问题的高效方法。
使用OED方法,能够大幅度减少试验次数且不会降低试验的可信度。
第二章预备知识2.1 牌照识别技术2.1.1 牌照识别技术原理汽车牌照识别技术(LPR)是一个以特定目标为对象的专用计算机视觉系统,能从一幅图像中自动提取车牌图像,自动分割字符,进而对字符进行识别。
该技术对采集到的汽车图像进行处理,能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符,并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果[1]。
LPR的基本工作流程为:(1)车辆检测:当车辆到达车检器时,车检器向处理单元发出车辆到达信号(也可能没有车检器,仅采用视频虚拟车检器触发);(2)图像抓拍:处理单元接收到到达信号后,启动抓拍单元并发出辅助光,采集摄像头送出的图像信号;(3)牌照识别:将摄像头拍摄到的包含车辆牌照的图像通过视频卡输入计算机进行预处理,再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位,并分割出包含牌照字符的矩形区域,然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符,规整后输入字符识别子系统进行识别。
其流程如图1所示。
图1 LPR工作流程图2.1.2 牌照识别技术影响因素分析车辆牌照识别系统应具有很高的识别正确率,对环境光照条件、拍摄位置和车辆行驶速度等因素的影响应有较大的容阈,并且要满足实时性要求[2]。
从人类视觉基本原理分析,要想看清一幅图像必须具备三个条件:图像本身必须清晰、眼睛视力必须好、必须要有适当的光线。
车辆牌照识别技术就是根据视觉的基本原理而确定的,是一个集成像、光源、识别三位一体的完整的过程[3]。
其难点为:(1)算法(包括牌照区域定位、变形旋转校对、污损修复、字符切分、识别);(2)成像环节(包括环境光影响、车辆高速运动成像)。
本文仅讨论外界因素对车辆牌照识别技术的影响,不涉及技术本身。
因此,在本试验中,可将车辆牌照识别技术的主要影响因素归结为交通流条件、光照条件与环境条件。
根据实际情况,交通流条件考虑流量因素,如高峰时段、平峰时段;光照条件考虑光线明、暗;环境条件考虑天气因素,如晴、雨。
2.2 正交试验设计2.2.1 正交试验设计原理正交试验设计(0rthogonal Experimental Design)是一种解决多因素、多水平对比试验的数学方法。
它依据数学原理,根据正交性从大量的试验因素中挑选具有正交性质的因素和水平指标,通过均衡搭配组合.使用那些具有代表性,典型性的组台进行试验。
这些有代表性的点具备了“均匀分散、齐整可比”的特点,町雌涵盖各个因素组合的情况,极大地减少了试验的次数。
用少而有代表性的试验反映出全面情况,提高了工作效率。
2.2.2 OED法的优点一般认为,正交试验设计具有以下特点[4,5,6]。
(1)考察因素及水半台理、分梅均匀。
(2)不需进行重复试验,误差便可估计出来.且计算精度高。
(3)找出了最主要因素,便于进一步试验。
(4)因素越多、水平越多、因素之间交互作用越多,正交裹的作用越大。
在分析车辆牌照识别影响因索的试验中,可以利用正交试验的优点(1)、(3)和(4)柬大幅降低试验的数量并保证试验质量。
2.2.3 OED法的应用步骤牌照识别技术准确率的影响因素十分复杂,是许多影响因素共同作用的结果。
如前文所述,主要的影响因素可以归纳为交通流条件、光线条件和天气条件。
以牌照识别技术影响因素为分析对象,其应用步骤如下:(1)明确研究对象的目的,确定考核指标;(2)挑因素,选择台适的正交裘i选水平,制定因索水平表,确定试验方案;(3)对试验结果进行分析。
第三章试验设计3.1 基于正交试验设计法的牌照识别影响因素分析本文选择上海虹桥路淮每路的测试路作为分析对象(见图2)。
设路段为四车道,机动车与非机动车之间为物理分隔。
通过对2007年9月11日~2007年9月21日问工作日的流量统计分析可知,该路段机动车日平均流量约为2400辆,流量时变具有稳定的变化规律,早、晚高峰时段及平峰时段明显。
该案例对于分析牌照识别影响因素具有重要的借鉴作用。
图2 虹桥路3.2 试验设计根据实际情况.交通流条件考虑流量因素,分为高峰时段和平峰时段两个水平{光照条件分为明、暗两个水平;环境条件考虑天气因素.分为晴、雨两个。
困此,本次试验中分析这3个因素对牌照识别准确率影响的显著性。
具体影响因素和水平指标设置如表1。
表1 影响因素和水平指标表由于影响因索是3个,每个因素的水平为2,所以选用)2(34L 正交表,将进行4次试验(仅为全面试验次数的50%)。
试验计划见表2:即方案组合为:①晴天早高峰(07.9.12.8~9点)②雨灭晚高峰(07.9.18.18~19点) ③雨天白天平峰(07.9.18.7~8点) ④晴天夜晚平峰(07.9.12.18~19点)从正交试验设计后的方案缀合结果中看出:试验条件均衡的分散在配合完全的水平组合中,因而代表性强.容易出现好条件,具有均衡分散性;对于每列因素,在各个水平的结果之和中,其他因素各个水平的出现次数都是相同的,这保证了在各个水平的效果中,最大限度地排除了其他因素的干扰,因而能最有效地进行比较。
考核指标:捕获率、识别正确率和总正确率。
各指标的计算方法见公式(1),式(2)、式(3);捕获事=捕获数/实际流量 (1)识别正确率=正确数/(捕获数一重拍数) (2)总正确率=捕获率*识别正确率 (3)3.3 试验结果分析分析结果见表。
表3.2 关于识别正确率指标的直观分析表表3.3 关于总正确率指标的直观分析表从表3.1,3.2,3.3分析,可以得到以下结论:(1)直接比较4个试验的捕获率、识别正确率、总正确率,都是3号试验的指标值最高,即雨天、白天、平峰条件下可以获得好的试验结果。
(2)比较各列均值1、2的大小,如果均值1比均值2大,则占有该列的因素的水平1,在该评价指标上通常比水平2好。
对于识别正确率和总正确率,均为平峰时段比高峰好,光线明亮比黑暗好,晴天比雨天好;捕获率变化不大,平峰时段比高峰好,光线明亮比黑暗好,但雨天比晴天要好。
(3)级差R的大小用来衡量试验中相应因素作用的大小,级差大的因素,意味着它的两个位级对于评价指标造成的差别比较大,通常是重要因素。
根据以上结果,可将影响因素重要程度排序,分析如下:①捕获率:光线>天气>流量。
但级差值均较小,即捕获率随天气、光线和流量的变化不大。