电子科技大学_实验设计方法_实验报告

电子科技大学
实
验
报
告
学生：黎超群
学号： 16
指导教师：王守绪、何为
日期： 2014年5月13日
一、实验室名称：
211大楼
二、实验项目名称：
统计分析应用软件在优化试验设计中的应用
三、实验原理：
统计分析应用软件可以应用在优化试验设计中以简化运算，提高工作效率
四、实验目的：
1. 掌握“正交助手”应用软件在正交试验统计分析法中的应用
2. 熟悉Minitab、DPS统计分析应用软件在多元回归分析中的应用
3. 熟悉“均匀设计”应用软件在均匀试验设计以及分析方法中的应用
4. 加深对理论教学知识的理解
5. 更深刻理解试验设计方法在实际工作中的应用
五、实验容：
1、用“正交设计助手”进行正交实验的极差分析和方差分析
2、用“正交设计助手”处理带交互作用的正交试验问题
3、minitab进行正交实验的方差分析
4、minitab处理多元回归分析问题
5、“均匀设计”软件解决均匀设计问题的一般流程
6、用DPS数据处理系统处理正交实验及回归分析
六、实验器材（设备、元器件）：
计算机、正交设计助手软件、Minitab软件、均匀设计软件、DPS数据处理系统
七、实验步骤：
Ⅰ. 用“正交设计助手”进行正交实验的极差分析和方差分析
1.点击文件→新建工程→右击未命名工程→修改工程→键入用户名→点击实验→新建实验→填写实验名称和描述→点击旁边选项卡选择正交表（L
34）→再点
9
击“因素与水平”选项卡填写实验因素和水平（图1）→软件自动完成实验安排（图2）→填写实验结果（图3）→点击分析→“直观分析”得到极差分析结果（图4）→点击“因素指标”得到各因素二元图（图5）→点击“方差分析”→选择误差列为空白列得到方差分析结果（图6）→实验Ⅰ结束
图1 图2
图3 图4
图5 图6 Ⅱ. 用“正交设计助手”处理带交互作用的正交试验问题
点击新建实验→填写实验名称和描述→选择正交表（L
27）→填写因素、交互作
8
用和水平（图1）→软件自动安排实验（图2）→输入实验结果（图3）→点击“直观分析”得到极差分析结果（图4）→点击“交互作用”→选择发生交互作用的A、B得到交互作用表（图5）→点击“方差分析”得到方差分析结果（图6）→实验Ⅱ结束
图1 图2
图3 图4
图5 图6
Ⅲ. minitab进行正交实验的方差分析
说明：因为输入代码软件无反应所以直接用菜单栏中的命令来实现本实验
输入四列数据（图1）→点击“统计”→“方差分析”→“一般线性模型”→“响应“项选D“模型”项依次选择A B C点击“确定”（图2）→得到方差分析结果（图3）→点击“方差分析”→“单因子”→响应项：D,因子：A 得到A的各水平平均值和极差及各水平好坏对比（图4）→B、C因素依次操作（结果未列出）→有交互作用正交实验操作同上故未详细说明→实验Ⅲ结束
图1 图2
图3 图4
Ⅳ. minitab处理多元回归分析问题
1.输入相应数据（图1）→点击“统计”→“回归”→“回归”响应项为Y预期变量为A B C D→得到回归分析结果（图2）→由于D显著性最弱所以剔除D重复上述操作得到结果（图3）→C显著性也较弱剔除C重复上述操作得到结果（图4）→结论：
未剔除变量Y = 62.4 + 1.55 A + 0.510 B + 0.102 C - 0.144 D
均方差= 2.44601 回归系数平方和= 98.2%
剔除变量C Y = 48.2 + 1.70 A + 0.657 B + 0.250 C
均方差= 2.31206 回归系数平方和= 98.2%
剔除变量C D Y = 52.6 + 1.47 A + 0.662 B
均方差= 2.40634 回归系数平方和= 97.9%
由于第三个模型系数少所以即使其回归系数平方和与均方差都不是最好水平（但都不低）仍然认为第三个模型最好
2.对于多元非线性回归的分析基本同上，区别是多了变量的高次幂作为新变量，分析时只需将这些高次幂看作变量进行分析即可，方法同上故不赘述
图1 图2
图3 图4
Ⅴ. “均匀设计”软件解决均匀设计问题的一般流程
说明：由于安装软件后闪退，试过在WinXP系统与win7系统中安装2.10与3.0版都无法解决，所以无法实现操作，只能根据实验指导书与实验课操作经验总结如下
点击“试验设计”栏目→考察指标数为1，试验因素数为4，运行的次数为12→选择水平组合为12*6*6*6→点击“指标因素信息”按钮→输入指标与因素的名称和单位→手动输入各个指标因素的数据→点击“多元回归分析”按钮→分别选中1*1、2*2、3*3、4*4的交互项→点击“多元回归分析”按钮→查看运行结果→点击“试验优化”→选择“计算方法”为“单纯形法”，“优化方向”为“寻最大值”，“单纯形初始点”为“最好点”，设定上限设定值和下限设定值指标方向寻最大值时输入1，寻最小值时输入-1→点击“自动优化实验”按钮→得到优化的试验方案
Ⅵ. 用DPS数据处理系统处理正交实验及回归分析
说明：学校上下载的软件可运行，但注册机不能运行，无法破解，因此无常运行（使用时软件自动加入一些无关参数），因此本报告所用为互联网下载的DPS 7.05版软件并用相应注册机破解，由于版本不同，所以操作上可能与实验指导书上的有所出入，特此说明。

点击“实验设计”→“正交设计表”→选择“9处理3水平4因素”确定→得到相应正交表→输入实验结果数据（图1，此时特别注意切换输入法为系统初始输入法，既非用户自己安装的输入法，否则软件会卡死，正确输入的数字应为蓝色图中所示为错误输入，为黑色）→选中要分析的数据（B4:F12）→点击“试验统计”→“正交试验方差分析”→之后，处理和空闲因子数为4，空闲因子所在列为E，多重比较方法选择turkey法→点击确定，得到结果（图2）→进行有交互作用的正交试验的极差及方差分析时方法同上，只需把交互作用看作一个额外的因素即可，此不赘述→用dps数据处理系统进行回归分析时，先输入数据（图3）→选中数据→点击“多元分析”→“线性分析”→“线性回归”→“返回编辑”→得到结果（图4）
图1 图2
图3
图4
.. ..
八、实验数据及结果分析：
数据及结果分析如上图所示
九、实验结论：
通过软件可以轻松实现实验安排与结果分析，大大提高工作效率
十、总结及心得体会：
输入数据时要仔细，因为一般数据偏差不大软件是不会报错的这样如果最终发现有问题，要找到问题所在是很困难的
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
更新软件版本，希望能提供正版软件，或者已破解且可用的软件，尽量支持高版本windows
报告评分：
指导教师签字：... . .。