试验设计及数据挖掘技术课程总练习完美修订版文档格式.docx
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2000~4000
表1、因素水平表
NO.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
X1
X2
200
250
300
350
X3
14
16
18
20
X4
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
3800
4000
(1)给出12拟水平的因素水平表
参考答案
表1B、因素拟水平表
(2)给出12拟水平的试验方案
表1C、U12(124)试验方案表
2、回归分析建模
请对表2的数据进行逐步回归分析
表2、试验方案及结果
No.
X5
Y
15
40
35
70
160
538
60
65
110
150
456
25
100
50
140
472
30
130
420
80
120
614
90
557
45
682
562
55
560
550
(1)、用一次模型,要求数据中心化处理,寻找出最好的回归方程。
模型:
Y=A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5
>
回归分析结果:
I=1B=1.97557894736842F=3.67396503815582
I=3.0359********F=8.04474411017923
I=4B=-2.05065789473684.024*********
I=5B=3.43498245614035.0875********
BO=541.1F=7.57031378775752R=.926434933430933S=38.7528855745076FO=1.54
回归方程:
Y*=541.1+(1.97557894736842)*(X1-37.5)+(2.03590643274854)*(X3-50)+(-2.05065789473684)*(X4-70)+(3.43498245614035)*(X5-140)
----------------------------------------------------------------------------
(2)、用一次模型加上交叉项,要求数据中心化处理,寻找出最好的回归方程,并且剔除不显著项从而寻找出最好的回归方程。
模型:
Y=A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5+A6X1X2+A7X1X3+A8X1X4+A9X1X5
+A10X2X3+A11X2X4+A12X2X5+A13X3X4+A14X3X5+A15X4X5
I=1B=1.97557894736842F=162.670156787581
I=3.0359********F=356.192770515776
I=4B=-2.05065789473684F=753.797654882556
I=5B=3.43498245614035F=402.362944012816
I=13B=-6.04761904761905E-02F=217.382287390022
BO=548.357142857143F=311.625798693041R=.998718875359091S=5.8239496670483FO=1.54
------------------------
Y*=548.357142857143+(1.97557894736842)*(X1-37.5)+(2.03590643274854)*(X3-50)+(-2.05065789473684)*(X4-70)+(3.43498245614035)*(X5-140)+(-6.04761904761905E-02)*(X3-50)*(X4-70)
(3)、用二次模型,要求数据中心化处理,寻找出最好的回归方程。
Y=A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5+A6X1^2+A7X2^2+A8X3^2+A9X4^2+A10X5^2
I=1B=1.97557894736842F=6.178********97
I=3.0359********F=13.5277381511204
I=4B=-2.05065789473684F=28.6282545246892
I=5B=3.43498245614035F=15.281221290476
I=10B=.118571428571429F=4.40781133983083
BO=517.385714285714F=11.0655254856918R=.965700670950976S=29.8846083845136FO=1.54
Y*=517.385714285714+(1.97557894736842)*(X1-37.5)+(2.03590643274854)*(X3-50)+(-2.05065789473684)*(X4-70)+(3.43498245614035)*(X5-140)+(.118571428571429)*(X5-140)^2
(4)、用二次模型加上交叉项,要求数据中心化处理,寻找出最好的回归方程。
Y=A0+A1X1+A2X2+A3X3+A4X4+A5X5+A6X1^2+A7X2^2+A8X3^2+A9X4^2
+A10X5^2+A11X1X2+A12X1X3+A13X1X4+A14X1X5
+A15X2X3+A16X2X4+A17X2X5+A18X3X4+A19X3X5+A20X4X5
----------------------------------------------------------------------------------------------------
(5)、用二次模型加上交叉项,要求数据中心化处理,并且剔除不显著项从而寻找出最好的回归方程。
+A10X5^2+A6X1X2+A7X1X3+A8X1X4+A9X1X5+A10X2X3+A11X2X4+A12X2X5
+A13X3X4+A14X3X5+A15X4X5
--------------------------------------------------------------------------------
II、对方程各项进行F检验
f1=1,f2=8,F0.01=11.3,F=162>
F0.01=11.3,各项通过a=0.01
III、对整个方程(或者总方程)进行F检验
f1=6-1=5,f2=10-5-1=4,F0.01=15.5,F=311.6>
F0.01=15.5,总方程通过...
3、最优化计算
(1)用网格优化法对下列的方程进行单指标优化计算求出最大值及其对应的参数,并列出原程序
Y=34.9272+1.1785×
10-3*(X2-120)^2+9.5338×
10-2*(X1-6.2)*(X2-120)
+5.0045×
10-3*(X2-120)*(X3-30)
X1:
5.0~7.4;
40~200;
X3:
20~40,实验中Y的最大值为38.09
OptionExplicit
PublicSubYHLX1()
10DimGAsInteger,JAsInteger
20DimZM,S1,S2,S3,X1,X2,X3,Y,Y1,Y2
30DimWSAsWorksheet,WFAsWorksheetFunction
40SetWS=Application.ActiveSheet:
SetWF=Application.WorksheetFunction
50ZM=WS.Cells(8,2):
G=WS.Cells(8,4)
60S1=(7.4-5.0)/G:
S2=(200-40)/G:
S3=(40-20)/G
70J=1
80ForX1=5.0To7.4+S1/2StepS1
85ForX2=40To200+S2/2StepS2
90ForX3=20To40+S3/2StepS3
100Y1=34.9272+1.1785e-3*(X2-120)^2
110Y2=9.5338e-2*(X1-6.2)*(X2-120)+5.0045e-3*(X2-120)*(X3-30)
120Y=Y1+Y2
130IfY<
ZMThenGoTo200
140remIfY>
ZMThenZM=Y
150WS.Cells(8,7)="
TheResultsofOptimization"
160WS.Cells(8+J,6)="
X1="
:
WS.Cells(8+J,7)=X1
165WS.Cells(8+J,8)="
X2="
WS.Cells(8+J,9)=X2
170WS.Cells(8+J,10)="
X3="
WS.Cells(8+J,11)=X3
180WS.Cells(8+J,12)="
Y="
WS.Cells(8+J,13)=Y
190J=J+1
200NextX3,X2,X1
210End
EndSub
X1=
X2=
X3=
Y=
55.62565
20.95238
55.24435
21.90476
54.86306
22.85714
54.48176
23.80952
54.10047
5.114286
54.75399
54.37269
7.285714
39.04762
7.4
36.19048
37.14286
38.09524
(2)用蒙特卡罗法对下列的方程进行单指标优化求出最逼近理论值的最优参数,并列出原程序
PublicSubYHLX2()
10DimIAsLong
20DimZM,S1,S2,S3,X1,X2,X3,Y,Y1,Y2,A1,A3
30DimGAsLong,NAsLong
40DimWSAsWorksheet,WFAsWorksheetFunction
50SetWS=Application.ActiveSheet:
60ZM=WS.Cells(8,2):
N=WS.Cells(8,4):
G=10*N
70S1=(7.4-5.0)/N:
S2=(200-40)/N:
S3=(40-20)/N
80J=1
90ForI=1ToG
100A1=Int(N*Rnd
(1))
105A2=Int(N*Rnd
(1))
110A3=Int(N*Rnd
(1))
120X1=5+A1*S1
125X2=40+A2*S2
130X3=20+A3*S3
140Y1=34.9272+1.1785E-3*(X2-120)^2+9.5338E-2*(X1-6.2)*(X2-120)
150Y2=5.0045E-3*(X2-120)*(X3-30)
160Y=Y1+Y2
170IfY<
ZMThenGoTo240
180remIfY>
190WS.Cells(8,7)="
200WS.Cells(8+J,6)="
205WS.Cells(8+J,8)="
WS.Cells(8+J,9)=X2
210WS.Cells(8+J,10)="
220WS.Cells(8+J,12)="
WS.Cells(8+J,13)=Y
230J=J+1
240NextI
250End
5.047232
40.352
20.0408
55.12662
7.398512
199.2736
39.5028
55.16135
7.390592
199.6096
39.8456
55.35509
5.033888
40.0416
20.0252
55.34255
5.013632
40.0192
20.3096
55.391
5.021648
40.928
20.278
55.02587
5.03288
40.0832
20.068
55.31857
5.025968
40.3744
20.368
55.14987
7.379504
199.9424
39.1788
55.12057
4、配方均匀设计
(1)一个饲料的配方由四种主要的成分组成,根据试验条件的允许和精度的要求,需要选择UM21(214)表来安排试验,请用相应的软件生成该配方试验方案表。
I、用U21生成UM21(214)
0.712315209
0.094190098
0.050677
0.142818
0.585086733
0.015092839
0.19991
0.508065927
0.178961183
0.231004
0.081969
0.449678792
0.033794876
0.504228
0.012298
0.401592
0.240791
0.076632
0.280985
0.360195
0.055746
0.264217
0.319842
0.323557
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