10中国科大2007研究生ADAMS教程_实验设计2007

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1、实验设计步骤确定实验目的，如确定哪些变量对系统影响最大。选择一组因子（Factor）测量系统的响应。确定每个因子的值(levels)，计划一组实验(runsortrials)，每组实验用不同的因子。这些实验的组合称为实验设计。执行这些实验，记录各实验中系统的性能。分析性能的不同，确定哪些最影响系统性能因素。实验设计过程实验设计中的水平不直接给出因子(Factor)的值，只给出索引号，即因子的水平号，如-2,-1,0,+1,+2共5个水平或-1，+1两个水平等。最小的水平号对应因子的最小允许值，最大的水平号对应因子的最大允

2、许值。中间的水平号对应的值平均分配。例如某因子的最大允许值为16，最小允许值为0，3个水平的索引号为-1，0，+1，分别对应于0，8，16。选择水平的通常方法Screening–选择最影响系统的性能的因子。只选取最大和最小值，故通常称为两水平分析。ResponseSurfaceMethods(RSM)–将实验结果拟合多项式，易于判断参数对系统性能的影响。而且可以作为优化的输入，或作为大系统的子系统模型。二次（Quadratic）RSM选择最大、最小和平均值进行3个水平的分析，三次（Cubic）RSM用最大、最小、1/3和

3、2/3范围4个水平的分析。选择水平的方法FullFactorial全因子法FractionalFactorial部分因子法Plackett-Burman法Box-Behnken法CentralCompositeFaced(CCF)法D-Optimal法FullFactorial全因子法最全面，用各个因子水平的所有组合进行分析。试验次数为mn：m–水平数，n–因子数。只适合因子数少的场合。可进行混合水平分析，各个因子可取不同的水平数。部分因子法FractionalFactorial和Plackett-Burman法用全因子

4、设计的子集，所以也称为缩减因子设计（reduced-factorialdesigns）。FractionalFactorial设计用的实验次数为2的整数幂(4,8,16...)。Placket-Burman设计用的实验次数为4的整数倍(4,8,12,...,48)。Box-Behnken法每个因子用3个水平，但只用部分组合。如右图：3个因子用3个水平，在每两个因子组成的参数平面上只取4点，中心再取1点，共13次实验。全因子法要33=27次实验。可能的因子数为3,4,5,6,7,9,10,11,12,16CentralCo

5、mpositeFaced(CCF)法取参数平面上的顶点和中心点。实验次数为2n+2*n+1,多于Box-Behnken法。D-Optimal法从大量候选点中随机挑选，可事先指定试验次数、每个因子的水平数。挑选的准则是选出的点组成的矩阵的行列式（determinant）值最大。这表示矩阵的列向量相关性最小。数据的建立和访问数据类型：数组Array曲线Cirve样条Spline矩阵Matrix字符串String建立和储存各种类型的数据可方便重复使用，并节省内存。