單因素優(yōu)化實驗設(shè)計-資料下載頁
2025-01-16 18:51本頁面
【正文】 ? 1)具體搜索步驟與前述 ，所不同之處僅僅是選的實驗點位置是分?jǐn)?shù) ， ，且要求預(yù)先給出實驗總次數(shù)。 ? 2)在實驗點能取 整數(shù) 時，或由于某種條件限制只能做幾次實驗時，或由于某種原因，實驗范圍由一些 不連續(xù)的 、 間隔不等的點 組成或 實驗點只能取某些特定值時 ，利用分?jǐn)?shù)法安排實驗更為有利、方便。 ? 3)適合于單峰函數(shù)。 111nnFF? ??? 21nnFF???? 通過數(shù)學(xué)計算可知，經(jīng)過同樣次數(shù)的分割 后， 分?jǐn)?shù)法的縮減速度比 ，當(dāng) N 很大時，分?jǐn)?shù)法比 效率高 17%， 對于這種 兩方法而言，大約每分割十次，可提高兩位精 度， 適用于單峰函數(shù)，對于實驗范圍為間斷點的尤為 適用。 第三節(jié) 雙因素實驗設(shè)計 ? 從好點出發(fā)法（旋升法） 特點：對某一因素進行實驗選擇最佳點 時，另一因素都是固定在上次實驗結(jié)果的好點上（除第一次以外）。 ? 舉例 ? 例：阿托品是一種抗膽堿藥。為了提高產(chǎn)量降低成本，利用優(yōu)選法選擇合適的酯化工藝條件。根據(jù)分析，主要影響因素為溫度與時間，其試驗范圍為：溫度：55～ 75℃ ，時間： 30～ 310min。 ? 解： 1）先固定溫度為 65℃ ，用單因素優(yōu)選時間，得最優(yōu)時間為 150min，其收率為 %。 ? 2）固定時間為 150min，用單因素優(yōu)選法優(yōu)選溫度，得最優(yōu)溫度為 67℃ ，其收率為 %（去掉小于65℃ 部分） ? 3）固定溫度為 67℃ ，對時間進行單因素優(yōu)選，得最優(yōu)時間為 80min，其收率為 %（去掉 150上半部）。 ? 4）再固定時間為 80min，又對溫度進行優(yōu)選，這時溫度的優(yōu)選范圍為 65～ 75℃ 。優(yōu)選結(jié)果還是67℃ 。到此試驗結(jié)束，可以認為最好的工藝條件為溫度： 67℃ ，時間 80min，收率 %。 平行線法 適用情況：兩個因素中，一個（例如 x）易于調(diào)整，另一個（例如 y）不易調(diào)整。 因素 y的取點方法還可以為 或其他合適的方法。 對開法 ? 每次可去掉實驗范圍的一半。若兩點實驗結(jié)果相等（或無法辨認好壞），可將圖上的下半塊和左半塊都去掉，僅留下第一象限。所以，當(dāng)兩點試驗數(shù)據(jù)的可辨性十分接近時，可直接丟掉試驗范圍的 3/4。 對開法舉例 ? 某化工廠試制硫磺鋇，其原料硫磺是磺化油經(jīng)乙醇水溶液萃取出來的。試驗?zāi)康氖沁x擇乙醇水溶液的合適濃度和用量，使分離出的硫磺最多。根據(jù)經(jīng)驗，乙醇水溶液的濃度變化范圍為 50～ 90％（體積百分?jǐn)?shù)），用量變化范圍為 30～ 70％（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）。 關(guān)于優(yōu)選法中主次因素的確定 ? 主、次因素的確定，對于優(yōu)選法是很重要的。如果限于認識水平確定不了哪一個是主要因素，可以通過實驗來解決，具體做法 : ? 先在因素的試驗范圍內(nèi)做兩個試驗（一般可選 和 ），如果這兩點的效果差別明顯，則為主要因素； ? 如果這兩點效果差別不大，則在（ ～ ）、（ 0～ ）和（ ～ 1）三段的中點分別再做一次試驗，如果仍然差別不大，則此因素為非主要因素，在試驗過程中可將該因素固定在 ～ 間的任一點。 ? 結(jié)論：當(dāng)對某因素做了五點以上試驗后，如果各點效果差別不明顯，則該因素為次要因素，不要在該因素上繼續(xù)試驗，而應(yīng)按同樣的方法從其他因素中找到主要因素再做優(yōu)選試驗。 單、雙因素優(yōu)選法作業(yè) ? 已知某合成試驗的反應(yīng)溫度范圍為 340～ 420℃ ，通過單因素優(yōu)選法得到：溫度為 400℃ 時，產(chǎn)品的合成率最高，如果使用的是 ，問優(yōu)選過程是如何進行的，共需做多少次試驗。假設(shè)在試驗范圍內(nèi)合成率是溫度的單峰函數(shù)。 ? 某廠在制作某飲料時，需要加入白砂糖，為了工人操作和投料的方便，白砂糖的加入以桶為單位，經(jīng)初步摸索，加入量在 3～ 8桶范圍內(nèi)優(yōu)選。由于桶數(shù)只宜取整數(shù)，采用分?jǐn)?shù)法進行單因素優(yōu)選，優(yōu)選結(jié)果為6桶，試問優(yōu)選過程是如何進行的。假設(shè)在試驗范圍內(nèi)試驗指標(biāo)是白砂糖桶數(shù)的單峰函數(shù)。 ? 要將 200mL的某酸性溶液中和到中性（可用 pH試紙判斷），已知需加入 20～ 80mL的某堿溶液，試問使用哪種單因素優(yōu)選法可以較快的找到最合適的堿液用量（ 55mL），并說明優(yōu)選過程。 ? 某產(chǎn)品的質(zhì)量受反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間兩個因素的影響，已知溫度范圍為 20～ 100℃ ，時間范圍為 30～160min，試選用一種雙因素優(yōu)選法進行優(yōu)選，并簡單說明可能的優(yōu)選過程。假設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量是溫度和時間的單峰函數(shù)。
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