试验研究方法

复习思考题

概述

1．试述工艺试验研究按规模可以分为哪几类？各有何特点与联系？

答：试验研究按试验的规模分为三类：实验室试验、半工业性试验、工业性试验。

2．研究性试验的主要作用是什么？研究性试验包括那几个步骤？

答：通过实际试验，了解特定过程的影响因素和结果。

研究性试验主要作用在于，通过实际试验，了解特定过程的影响因素和结果。

研究性试验通常包括三个步骤：

（1）探索性试验研究是在广泛的范围内，通过试验，了解有哪些因素会对过程产生实际的影响，以及相关参数的大致范围。

（2）优化试验研究是在探索性试验或经验参数的基础上，通过一系列试验，寻找各参数（影响因素）的最佳值或其影响作用的显著性。

（3）结果验证试验研究是在理论分析和优化试验基础上，通过试验来验证理论分析与优化试验结果的正确性和重现性。

例，重介质分选过程影响因素研究；煤泥浮选药剂优化试验研究等。

第一章试验设计

1. 试验过程的影响因素有哪几种？

答：可控因素、标示因素、区组因素、误差因素。

2. 试述分割试验设计的特点。

答：（1）突出主要因素，提高试验精度。（2）方便试验，节省试验费用。

（3）数据不独立。

注：下面四个题的举例说明，书上例题内容过多或者不好总结，故没有写。自己可以看书小结一下，带来不便，请见谅~

3．举例说明如何进行多因素逐项试验设计？

答：多因素逐项试验设计有很多叫法，如一次一因素法、多次单因素法。具体表述为：在多因素试验中，先将多因素中的其他因素设定于特定水平上，然后就某一因素进行不同水平的条件试验，并找出该因素的最优水平；这样，再依次找出其他每个因素的最优水平。各因素最优水平组合在一起就是最优试验条件。

4．什么是黄金分割试验设计？举例说明。

答：黄金分割试验设计就是在预定试验范围内采用0.618黄金分割原理安排新试验点，直到找到最佳试验结果为止，因而又称0.618试验设计。黄金分割就是在特定范围内寻求黄金分割点（k）及其对称点（1-k）。在0-1的试验范围内，黄金分割点（k）为0.618，其对称点（1-k）为0.382。

5. 什么是正交试验设计？正交试验设计的特点？如何进行正交试验设计？举例说明。

答：正交试验设计就是利用正交表安排多因素试验。

正交试验设计的特点：（1）全面试验特征。它源于试验点“均衡分散”的特点。即通过试验点均衡分布在整个试验区域内，形成较强的代表性。（2）整齐可比特征。它源于试验点“整齐可比”特点。由于各因素出现的水平次数相等，可据此进行各列因素的直接对比。（3）试验工作量比析因试验大大减少，使多因素全面试验成为可能。

正交试验设计的步骤：（1）明确试验目的，确定相应的考查指标。（2）确定试验因素、水平以及交互作用，列因素水平表。（3）选取正交表。（4）表头设计。（5）试验实施。（6）试验数据分析。

6. 如何进行均匀试验设计？举例说明。

答：均匀试验设计有两个关键步骤，一是选择均匀设计表，二是正确运用均匀设计表。两种选表的具体情况如下：（1）已知试验因素与水平的均匀试验设计。选择均匀设计表的原则是：均匀设计表的水平数应大于或等于试验的水平数。（2）已知试验因素数的均匀试验设计。这时所选均匀设计表的试验次数（或水平）必须满足建立回归方程所要求的试验次数。

7. 什么是序惯试验法？消去法与登山法有何区别？

将全部试验分批进行，根据前批试验的结果再决定下批试验的研究方向、试验范围和试验精度，并安排进行下一批试验，直到找到最优试验条件。

1）消去法：

在预先确定的试验范围内，通过试验找出不包含最佳点的区域并消去，逐步缩小最佳点可能出现的范围，直到达到要求的试验精度。

消去法方法原理：将多个试点分批试验，在好点附近缩小范围再进行试验。也就是逐步消去与试验目标不相符的部分，直到最终满足试验精度要求。

②登山法：

从小范围探索开始，然后根据已获得的信息，逐步向指标更优的方向安排试验，直到不能再改进为止。

登山试验设计的方法原理：以估计的最优值为起点，对所研究的因素的水平作小幅度上下变动，若发现某个方向可以使试验指标有所改善，则沿该方向继续变动试验因素的水平，直到指标不再改善为止。如果最后一步使指标开始下降（变差），则应缩回半步再试验一次，以便最后确定最佳点的位置。

第二章

1．试验误差是如何进行分类的？解释各种误差的含义？

试验误差按照其产生的原因和性质可以分为：系统误差、随机误差、粗大误差（过失误差）。

系统误差是指在一定的试验条件下，由某个或某些因素按照某一确定的规律起作

用而形成的误差。

随机误差是指进行多次等精度的重复试验中，得到一系列不同的试验值，每个试验值都含有误差，这些误差具有不确定性，但总体符合随机统计规律。 粗大误差是一种显然与事实不符的误差，没有一定的规律。

2．什么是统计检验？对试验结果进行统计检验的目的是什么？

统计检验就是利用数理统计方法对待考察特征指标的量值及其离散性进行估计，并在一定的意义前提下，对数据间存在差异的属性进行识别，从而对试验或检测结果做出确切结论的过程。

统计检验的目的：为了剔除坏值，并区分随机误差和条件误(变)差

3.在相同的浮选条件下（捕收剂用量相同，其它浮选条件相同），采用A 、B 两种捕收剂，获得以下浮选精煤结果： 不同捕收剂时浮选精煤产率结果一览表（单位：%）

试验

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 捕收剂A

70 71 74 69 66 68 76 70 72 71 捕收剂B 75 73 79 69 72 73 77 74 73 74

要求：

(1)．试检验试验是否存在过失误差(要求可靠性95%以上)；

(2)．试采用t 检验法，判断捕收剂种类对浮选效果影响的显著性。

262.2)1,10(2=αt , 306.2)

1,9(2=αt

4.在相同的浮选条件下（捕收剂用量相同，其它浮选条件相同），采用A 、B 两种捕收剂，获得以下试验结果：

试验号 1 2 3 4 5 平均

捕收剂A

70 71 74 69 66 70.0 捕收剂B 75 73 79 69 72 73.6

(1) 试检验试验过失误差(要求可靠性95%以上)；

(2) 试采用F 检验法，确定捕收剂种类的改变对浮选效果影响的显著性。 F 0.05(1，8)=5.32，F 0.05(2，10)=4.10

第三章 方差分析

1. 试验数据的分析方法有那些？

常用的试验数据分析方法有直观分析方法、方差分析方法、因素-指标关系趋势图分析方法、回归分析方法

2．为什么要对正交试验结果进行分析计算？常用的分析方法有哪些？

试验结果的计算和分析工作对正交试验设计极为重要，它可以解决如下几个问题：（1）、确定因素对试验指标影响的主次顺序；

（2）、找出试验条件优化组合方案；