水处理实验技术-复习

优化实验设计：就是一种在实验进行之前，根据实验中的不同问题，利用数学原理，科学地安排实验，以求迅速找到最正确方案的科学实验方法。实验方法：通过做实验获得大量的自变量与因变量间的对应数据，以此为根底来分析整理并得到客观规律的方法。实验设计：根据实验中不同问题，在实验前利用数学原理科学合理编排实验的过程，以求迅速找到最正确实验条件，揭示出事物内在规律，到达节省人力、财力的目的。指标：在实验设计中用来衡量实验效果好坏所采用的标准称为实验指标或简称指标。因素：对实验指标有影响的条件称为因素。在实验中可以人为地加以调节和控制的称可控因素。在实验设计中一般只考虑可控因素。水平：因素在实验中所处的不同状态，可能引起指标的变化，因素变化的各种状态叫做因素的水平。单因素优化实验设计：1〕均分法：优点是只需把实验放在等分点上，缺点是实验次数较多，代价较大。对分法：每次实验点取在实验范围的中点。只适用于每做一次实验，根据结果就可确定下次实验方向的情况。2〕0.618法：适用于目标函数为单峰函数的情形。X1=a+0.618(b-a)X2=a+0.382(b-a)3)分数法：也是适合单峰函数，与0.618法不同之处在于要求预先给出实验总次数。多因素实验的两个矛盾：1〕全面实验的次数与实际可行的实验次数之间的矛盾；2〕实际所做的少数实验与全面掌握内在规律的要求之间的矛盾。正交表符号的含义：‘L’代表正交表；L下角的数字表示横行数，即要做的试验次数；括号内的指数表示表中的列数，即最多允许安排的因素个数，括号内的底数，表示表中每列的数字，即因素的水平数。确定最正确生产运行条件：1〕比拟各因素的极差R值，根据其大小，即可排出因素的主次关系。2〕比拟同一因素下各水平的平均值K，找到使指标到达满意的值〔最大或最小〕作为较理想的水平值。如此，可以确定最正确生产运行条件。〔极差R：即最大值与最小值之差。平均值K：各水平评价指标的平均值。〕误差分析：目的在于确定实验直接测量值和间接测量值误差的大小，数据可靠性的大小，从而判断数据准确度是否符合工程实践要求。数据处理：根据误差分析理论对原始数据进行筛选，剔除极个别不合理的数据，保证原始数据的可靠性，以供下一步数据处理之用。数据分析：是将整理所得数据，利用数理统计知识，分析数据特点及各变量的主次，确定各变量之间的关系，并用图形、表格或经验公式表达。绝对误差：设某一个量的准确值〔称为真值〕为x，其近似值〔测量值〕为X1，那么称e=X1—x为近似值X1的绝对误差。反映近似值偏离真值的大小。相对误差：绝对误差与真值之比称为近似值X1的相对误差。〔由于真值总是无法知道，常用〔X1—x〕/X1来表示相对误差。直接测量值：实验中对一些物理量进行测量得到的实测值间接测量值：由实测值经过公式计算后所得到的另外一些测得值。标准偏差：指各测量值与算术平均值差值的平方和的平均值的平方根。系统误差：是指在同一条件下屡次测量同一量时，误差的数值保持不变或按某一规律变化的误差。随机误差：又称偶然误差，测量值总是有稍许变化且变化不定，误差时大、时小、时正、时负，这种误差是无法控制的，它服从统计规律，但其规律必须要在大量观测数据中才能显现出来。中值Md：是指一组实验数据依递增或递减次序排列，位于正中间的那个实验数值。假设侧得数为偶数时，那么中值为正中两个值的平均值。该值可反映全部实验数据的平均水平。众数Mo：是指一组实验数据中出现次数最多的实验数值。离群数据：通常我们将个别偏差大的，不是来自同一分布总体的、对实验结果有明显影响的测量数据称为离群数据。将可能影响实验结果，但尚未证明确定是离群数据的测量数据称为可疑数据。单组测量值的离群数据的检验：1〕3*法那么：实验数据的总体是正态分布时，先计算出数列标准误差，求其极限误差K=3*，此时落于x+-3*区间外的数据只有0.3%的可能性，假设出现了这种情况那么可认为是由于某种错误造成的。因此这些特殊点的误差超过极限误差后，可以舍弃。2〕肖维涅准那么：K=K乘以，当可疑数据的误差超过极限误差后，可以舍弃。〔正负都可〕多组测量值的离群数据的检验：1〕Crubbs检验法：步骤一：计算统计量T：将M个组的测定均值按大小顺序排列成x1,x2,x3....xm-1,xm，其中最大、最小均值记为xmax,xmin，求此数列的均值并记为总均值X。求此数列的标准误差。并按下式进行可以数据为最大及最小均值时的统计量T的计算：步骤二：查临界值，根据给定的显著性水平a和测定的组数m，查表可得。步骤三：判断：假设统计量Tmax、Tmin均大于T0.01，那么可疑均值为离群数值可舍掉。假设两者均小于T0.05，那么可疑均值为正常数值。假设在两者之间那么为偏离数值。2〕Cochran最大方差检验法：将m个组测定的每组标准差按大小顺序排列，最大的记为，那么统计量C=。〔每组测量仅2次时，用极差而不是标准差计算〕然后查表比拟即可。水平平均值：该因素下某个水平实验数据的算术平均值。因素总平均值：该因素下各水平实验数据的算术平均值。总离差平方和：是各个实验数据与它们总平均值之差的平方和，简称总平方和。形成总离差平方和的原因有两个，一个是由于测试中随机误差的影响所造成，表现为同一水平内实验数据的差异，以组内离差平方和表示；一个是由于实验过程中，同一因素所处的不同水平的影响，表现为不同水平所引起实验数据均值之间的差异，以组间离差平方和表示。总离差平方和为两者相加。其中其中自由度：主要反映一组数据中真正独立数据的个数。的自由度为实验次数减一。即a*b—1的自由度为水平数减一。的自由度为水平数与每水平实验次数减一之积。=n—bF值是因素不同水平所造成的对实验结果的影响与由于误差所造成的影响的比值。。F