正交化实验设计方法和基于最小二乘法的回归曲线预测在分析炉头燃烧因素中的应用
[b]大家抬杠抬了好几天了，在给大家添加点素材:lol [/b][b]刚刚在首页看到的文章:lol
[color=red]我觉得，这篇文章中最值得讨论的部分就是作者所进行的实验，所以，对此贴进行了编辑，只保留精华部分。避免这个帖子成为口水贴[/color][/b]
[b][color=#ff0000][/color][/b]
[b][color=red]梧桐的灰烬编辑[/color][/b] [color=red]梧桐的灰烬编辑[/color] [color=red]梧桐的灰烬编辑[/color]
[b] 实验设计：[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151128LFqv.jpg[/img]
[b]实验中所用到的所有物品清单[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151149IdWl.jpg[/img]
[b][url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]的阀门刻度指针[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/200706211512086SEw.jpg[/img]
[b]自己制作的量杯[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151232Z6zZ.jpg[/img]
[b]每次实验使用的水量为100ml[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151347vPE8.jpg[/img]
[b]实验中所用的水[/b] [img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151403KYqz.jpg[/img]
[b]计时器：Nokia 2112[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151420s193.jpg[/img]
[b]实验计划表[/b]
[b]实验方法简介：[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151628JDAB.jpg[/img]
[b]无[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]情况[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151653i8bv.jpg[/img]
[b]有[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]情况[/b]
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621151716llCg.jpg[/img]
[b]100ml水燃烧至沸腾[/b]
按照实验计划表的布置，分别进行燃烧实验，得到18组水烧至沸腾的时间。风量的大小用电风扇来控制。风扇距离[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]0.5米。 [b]正交化实验设计方法和基于最小二乘法的回归曲线预测在分析[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]燃烧因素中的应用[/b]
Application of orthogonal experiment method and least square method in the [url=http://www.8264.com/brand/159.html][color=#000000]CAMP[/color][/url]ing stove analysis
----helinmax
[b] （一）引言[/b]
[url=http://bbs.8264.com/][color=#000000]野营[/color][/url][url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]是[url=http://bbs.8264.com/][color=#000000]户外爱好者[/color][/url]在野外所必须使用的一种重要[url=http://www.8264.com/list/204][color=#000000]户外装备[/color][/url]。很多[url=http://bbs.8264.com/][color=#000000]驴友[/color][/url]在实际使用[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]的过程中虽然逐渐积累了一部分经验，但是也存在很多误区。我们一般认为[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]阀门开得越大，烧开水的时间越短。这在某些场合是成立的，但在很多情况下往往阀门开得越大并不能有效地减少烧开水的时间。作者认为这主要是我们对影响[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]的燃烧的几个重要因素理解不太清楚，导致我们在实际使用[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]的过程中存在一定的盲目性。本文试图修正这一观点，阐明[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]实际使用中的一般准则。
[b]（二）理解本文的几个基本知识[/b]
[b] 1、正交化实验设计方法[/b]
正交试验设计是以正交表为工具安排试验方案及进行结果分析的试验。通过正交试验，可以分析各因素及其交互作用对试验指标的影响，按其重要程度找出主次关系，并确定对试验指标的最佳工艺条件或最佳搭配方案。据说日本战后的经济复苏很大程度上得益于正交实验设计方法在生产实践中的推广应用。
[img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621154741hysF.jpg[/img]
[b]正交试验设计步骤
Design Procedure of Orthogonal Experimental Method[/b]
[b] 2、最小二乘法[/b]
最小二乘法是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和找到一组数据的最佳函数匹配。最小二乘法是用最简的方法求得一些绝对不可知的真值，而令误差平方之和为最小。
个人觉得最小二乘法是是做回归分析最有效最简单的方法。从检索到的文献来看，大部分的回归（无论是线性回归或者非线性回归）都是应用的最小二乘法。
[b]（三）实验计划表[/b]
[b] 实验因素[/b]
[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]阀门X1：1/6，1/5，1/4 (注：阀门总共为2.75圈，1/6标识阀门所在位置)
挡 风 板X2：0， 1 (注：0代表无[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]，1代表有[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url])
风 量X3：0， 1， 2 (注：0代表无风，1为中风，2为大风)
表1L18(2*32)正交实验表
[attach]16712364[/attach]
上面的18重组合我进行了18次燃烧实验，每次的水量为100ml，指标Y为水燃烧到沸腾的时间（s）。
假定[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]X1、阀门值X2和风量X3无交互影响，其正交表如上所示，在正交实验设计的直观分析方法中，平均极差用来表征各因素对实验指标的影响大小。我们发现[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]对沸腾时间Y的影响是最大的，其次是风量，最后是阀门值。
[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]的作用主要有两个：一是聚集热量，防止热量散失，使得热量集中在[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]附近，加快水沸腾的时间；二是减弱风对[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]的影响，从这样看来[url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]挡风板[/color][/url]和风量之间是存在交互作用的。但这里的趋势也已经能说明问题。有兴趣的读者可以下去亲自尝试，可以得出很多新的东西来。 （4）回归曲线的求得及其分析
下面我们所要解决的一个问题就是求得炉头阀门值X2和实验指标Y（水的沸腾时间）的函数关系。我们所用到的回归算法为最小二乘法。所用到的数据为上面的第1、4和7组数据（因为这三组数据均不考虑挡风板和风量）。
[attach]16712365[/attach]
上式描述了炉头阀门值和100ml水(水的初始温度为15°)沸腾时间的关系。我们作图可以得到：
[align=center][img]http://www.8264.com/upload/Image/2007/200706/20070621/20070621181043Z68I.jpg[/img][/align][align=center]
[b][font=SimSun][size=10.5pt][url=http://www.8264.com/list/210][color=#000000]炉头[/color][/url]阀门值和[/size][/font][size=10.5pt]100ml[/size][font=SimSun][size=10.5pt]水沸腾时间的关系图[/size][/font][/b][/align][b]
[/b][align=left]
从上图我们可以看到，炉头阀门值和100ml水的沸腾时间之间是一种非线性关系。水的沸腾时间很容易进入饱和区。这时调节阀门值将不能有效的减小水的沸腾时间。增大阀门值只能降低炉头的燃烧效率，这是得不偿失的。
（五）结论
1、炉头阀门值打得越大并不能一定提高炉头的燃烧效率。
2、为了提高减小水沸腾的时间，应当首先减小炉头周围的风量。
3、任何忽视挡风板作用的观点都是错误的。
本文从实验出发，分析了炉头实际使用过程中各个因素对炉头燃烧的影响大小。阐明了炉头实际使用过程中的一般原则。
利用最小二乘法求得了水的沸腾时间和炉头阀门值之间的回归关系。揭示了炉头阀门值和燃烧时间的本质。对于实际使用炉头有着深远的指导意义。
（六）参考文献
[1] 施雨. 应用数理统计[M]. 西安：西安交通大学出版社，2005
[2] Douglas C.Montgomery，George C.Runger 工程统计学（第三版）中国人民大学出版社2004[/align] 晕哦，有这么复杂吗？:lkopi90 教授级、教授级
我听人说过，教授最大的本事就是把简单的事情复杂化：） ;P
哈哈哈哈..
这种态度值得学习!
慢慢看!~~ 1、炉头阀门值打得越大并不能一定提高炉头的燃烧效率。
2、为了提高减小水沸腾的时间，应当首先减小炉头周围的风量。
3、任何忽视挡风板作用的观点都是错误的。
就这三个定性的结论值得这么算嘛？
有个数学题，麻烦你列出一个最简单的公式，通过已知的木乃伊睡袋的长度和最大宽度求得表面积，要最简化的。这样可以方便得出单位面积的充绒量，便于对比。 每次燃烧实验的间隔时间如何? 还是对比测试来得直观
就像乌鸦以前做过的那样 不打击研究问题,但是文章中不严谨的地方实在是太多了,随便找一些毛病:
所属行业：研究生-------研究生属于什么行业?
高效率设计炉头，火力强大，煮开1000C.C.的水只要3分钟-----没有标明实验条件!而且和文中描述不一致,为什么不验证?
没有加热效率就是空谈--------全文中没有找到任何关于热效率的描述!
呼呼的声响，大约有15分贝左右，把我们宿舍的小伙吓坏了-------这15分贝是多大的声音?蚊子声?
阀门虽未尽开，但炉头的效率已经让人比较满意------哪儿对哪儿啊?哪里看出效率了?
用了什么容器?不论用什么容器,仅用100毫升水做的沸腾实验误差都会很大,而且判断100毫升水沸腾的时间实在是太难了（如果你做过试验的话）!至少要有个电子测温仪啊.
你的结论:得出的三个结论怎么看都像是在搞笑~（尽管结论本身并没有什么错误）
我的结论:不知道说什么好...
解决办法：继续抬杠！ LZ还是挺猛的...........够复杂... :L 反正看不太懂，复杂了。 [quote]原帖由 [i]爱水电[/i] 于 2007-6-23 02:50 发表 [url=http://bbs.8264.com/redirect.php?goto=findpost&pid=871386&ptid=62800][img]http://bbs.8264.com/images/common/back.gif[/img][/url]
不打击研究问题,但是文章中不严谨的地方实在是太多了,随便找一些毛病:
所属行业：研究生-------研究生属于什么行业?
高效率设计炉头，火力强大，煮开1000C.C.的水只要3分钟-----没有标明实验条件!而且和文中描 ... [/quote]
非常同意！通常是1000毫升水做实验——谁会烧100毫升水？漱口都不够。 我觉得，这篇文章中最值得讨论的部分就是作者所进行的实验，所以，对此贴进行了编辑，只保留精华部分。避免这个帖子成为口水贴 试验欠缺在还是不够严谨，而不是所谓“复杂”，看不懂不是错，因为看不懂认为别人是错的才是错。
写过试验报告，热力学相关专业的人看大部分“测评”，都会认为不够严谨。 纯为抬杠~~
测评报告作者的精神是首先要赞扬的。这可能是我所见到测评中第一次尝试将户外装备技术参数量化的测试。
当然，如果楼主把这番精力用在MSR，普利马屎这类产品的话，口水可能会更少吧。毕竟品牌的影响力完全可以引导一个人的认知观的。
俺也好研究装备，所以对装备测评投入很大的精力。就我所知，2005年之前的测评，大多是对产品说明书的照抄和没啥营养的所谓体验感受。后来看到SKYLINE和许多人在测评装备中引入拆解分析。再后来，就看到快乐乌鸦对炉头的多重对比测试（算是最早的实验室测试吧）。后来又看到一篇（记不的作者了）多重地形对登山鞋的测试。（其间还有一些不太成功的实验室测试，比如用倾斜玻璃来测试登山鞋防滑）。看到这一篇能够用量化的方法进行户外装备测试，算是又一个欣喜。虽然目前的测试中很难见到普遍的客观测试，但是逐步增多和深入的测试方法还是能够让人感到高兴。虽然我们争论了很久关于客观和第三方测试，但是如果象这样的公开体验活动持续进行下去，随着测试人员的声望和知识经验的积累，以及测试方法的逐步确定，最终会形成一个相对公正（因个人好恶，品牌影响力，测试方案的局限性）的第三方测试。甚至这样的测试会完全不理睬测试引导方（比如8264）是否能抗拒品牌商压力的问题。
想象一下，当这种公开体验测评成为一个品牌之后，随着测评人员的声望和水平的提升，对于测评的客观性会更强。而测评活动本身成为品牌商无法拒绝或者回避的情况之后，测评的客观性才能得到更大的体现。
呵呵，以上纯熟灌水，与文章主题无关。 我想论坛里面很多人都写过学术文章，而且数量一定不会很少！
别人的回复都是留有一定余地的，只是比较含蓄罢了。。。
水电的回复其实也比原来没有编辑过的温和了很多，因为不想把事情闹大。
原来本想过几天以后把帖子转移到装备左右去就算了，因为这本来就是一个纯粹的广告帖子！（大家不要看编辑后的内容，如果内容早就是这样，也只能说实验者本身水平有限，但还是很值得鼓励的。。。）
当初接受老大的邀请出任这个论坛版主的时候有一个要求，那就是不要把这个版块搞成一个商业化的版块，据说这也是8264创立这个版块的初衷。在前面有关某题材的讨论帖子中我感到了很多的不公正待遇在里面，从这几天的感受看来，要达到一个公平的境界还真是很难。。。
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