试验设计与数据处理(李云雁)(第4版)

本书结合大量实例，介绍了一些常用的试验设计及试验数据处理方法在科学试验和工业生产中的实际应用，并介绍了计算机在试验数据处理中的强大功能。全书分为9章，其中前4章介绍了试验数据的误差分析、图表表达、方差分析和回归分析处理方法，第5～9章介绍了优选法、正交设计、均匀设计、回归正交设计和配方试验设计方法。本书信息量大，图文并茂，实例丰富，注重理论联系实际，力求深入浅出，重点突出，主次分明，便于自学。通过学习，能培养学生的逻辑思维能力，学生能运用合理的试验设计与数据处理方法解决实际问题，并能对结果进行合理的分析和判断。

李云雁，长期从事化学工程领域的教学和科研工作；主讲化工原理（本科）、试验设计与数据处理（本科）、试验设计与生物统计（研）等课程；主要研究方向为农副资源加工和膜分离技术；先后完成了科技部星火计划、湖北省自然科学基金、湖北省科技攻关重点、武汉市科技攻关等多项科研项目；曾多次获湖北省科技进步一等奖、二等奖等奖项。

0　引言 1 0.1 试验设计与数据处理的发展概况 1 0.2 试验设计与数据处理的意义 2 1　试验数据的误差分析 4 1.1 真值与平均值 4 1.1.1 真值 4 1.1.2 平均值 4 1.2 误差的基本概念 7 1.2.1 绝对误差 7 1.2.2 相对误差 8 1.2.3 算术平均误差 9 1.2.4 标准误差 9 1.3 试验数据误差的来源及分类 9 1.3.1 随机误差 9 1.3.2 系统误差 10 1.3.3 过失误差 10 1.4 试验数据的精准度 10 1.4.1 精密度 10 1.4.2 正确度 12 1.4.3 准确度 12 1.5 试验数据误差的统计检验 13 1.5.1 随机误差的检验 13 1.5.2 系统误差的检验 15 1.5.3 异常值的检验 19 1.6 有效数字和试验结果的表示 23 1.6.1 有效数字 23 1.6.2 有效数字的运算 23 1.6.3 有效数字的修约规则 24 1.7 误差的传递 25 1.7.1 误差传递基本公式 25 1.7.2 误差传递公式的应用 26 1.8 Excel 在误差分析中的应用 28 1.8.1 试验数据的输入 28 1.8.2 Excel公式和函数的应用 30 1.8.3 数据分析工具库 37 1.8.4 Excel 在χ2 检验中应用 37 1.8.5 Excel在F检验中的应用 40 1.8.6 Excel在t检验中应用 43 *1.9 SPSS 在误差分析中的应用 48 1.9.1 数据文件的建立 48 1.9.2 基本统计分析 50 1.9.3 单样本T检验 54 1.9.4 独立样本T检验 55 1.9.5 成对样本T检验 57 1.9.6 正态性检验 59 习题 61 2　试验数据的表图表示法 63 2.1 列表法 63 2.2 图示法 64 2.2.1 常用数据图 65 2.2.2 坐标系的选择 71 2.3 计算机软件在图形绘制中的应用 72 2.3.1 Excel在图形绘制中的应用 72 *2.3.2 Origin在图形绘制中的应用简介 83 习题 97 3　试验的方差分析 99 3.1 单因素试验的方差分析 99 3.1.1 单因素试验方差分析基本问题 99 3.1.2 单因素试验方差分析基本步骤 100 3.1.3 Excel在单因素试验方差分析中的应用 103 *3.1.4 SPSS在单因素方差分析中的应用 105 3.2 双因素试验的方差分析 111 3.2.1 双因素无重复试验的方差分析 111 3.2.2 双因素重复试验的方差分析 113 3.2.3 Excel在双因素方差分析中的应用 115 *3.2.4 SPSS在双因素方差分析中的应用 118 习题 125 4　试验数据的回归分析 126 4.1 基本概念 126 4.2 一元线性回归分析 127 4.2.1 一元线性回归方程的建立 127 4.2.2 一元线性回归效果的检验 129 4.3 多元线性回归分析 133 4.3.1 多元线性回归方程 133 4.3.2 多元线性回归方程显著性检验 136 4.3.3 因素主次的判断方法 138 4.3.4 试验优方案的预测 139 4.4 非线性回归分析 141 4.4.1 一元非线性回归分析 142 4.4.2 一元多项式回归 144 4.4.3 多元非线性回归 146 4.4.4 试验优方案的预测 148 4.5 计算机软件在回归分析中的应用 149 4.5.1 Excel“规划求解”在回归分析中的应用 149 4.5.2 Excel内置函数在回归分析中的应用 154 4.5.3 Excel图表功能在回归分析中的应用 155 4.5.4 Excel分析工具在回归分析中的应用 158 *4.5.5 SPSS在回归分析中的应用 161 习题 169 5　优选法 171 5.1 单因素优选法 171 5.1.1 来回调试方法 171 5.1.2 黄金分割法(0.618法) 172 5.1.3 分数法 172 5.1.4 对分法 173 5.1.5 抛物线法 174 5.1.6 分批试验法 175 5.1.7 逐步提高法(爬山法) 176 5.1.8 多峰情况 177 5.2 双因素优选法 177 5.2.1 对开法 177 5.2.2 旋升法 178 5.2.3 平行线法 180 5.2.4 按格上升法 180 5.2.5 翻筋斗法 180 习题 181 6　正交试验设计 183 6.1 概述 183 6.1.1 正交表 183 6.1.2 正交试验设计的优点 185 6.1.3 正交试验设计的基本步骤 187 6.2 正交试验设计结果的直观分析法 188 6.2.1 单指标正交试验设计及其结果的直观分析 188 6.2.2 多指标正交试验设计及其结果的直观分析 192 6.2.3 有交互作用的正交试验设计及其结果的直观分析 196 6.2.4 混合水平的正交试验设计及其结果的直观分析 200 6.2.5 Excel在直观分析中应用 202 6.3 正交试验设计结果的方差分析法 206 6.3.1 方差分析的基本步骤与格式 206 6.3.2 二水平正交试验的方差分析 208 6.3.3 三水平正交试验的方差分析 211 6.3.4 混合水平正交试验的方差分析 214 6.3.5 Excel在方差分析中应用 219 *6.3.6 正交试验方差分析的SPSS实现 221 习题 229 7　均匀设计 232 7.1 均匀设计表 232 7.1.1 等水平均匀设计表 232 7.1.2 混合水平均匀设计表 234 7.2 均匀设计基本步骤 235 7.3 均匀设计的应用 236 习题 241 8　回归正交试验设计 243 8.1 一次回归正交试验设计及结果分析 243 8.1.1 一次回归正交设计的基本方法 243 8.1.2 一次回归方程的建立 245 8.1.3 回归方程及偏回归系数的方差分析 246 8.2 二次回归正交组合设计 256 8.2.1 二次回归正交组合设计表 256 8.2.2 二次回归正交组合设计的应用 259 *8.3 二次回归正交旋转组合设计 266 习题 272 9　配方试验设计 274 9.1 配方试验设计约束条件 274 9.2 单纯形配方设计 275 9.2.1 单纯形的概念 275 9.2.2 单纯形格子点设计 276 9.2.3 单纯形重心设计 281 *9.3 配方均匀设计 283 9.4　Excel 在配方设计中的应用 285 习题 288 附录 290 参考文献 332 二维码索引 333