无人机翼型优化设计报告8 --实验设计方法（上）

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3.2实验设计方法

在整个设计空间中选取一定数量的样本，要求有限的样本应该尽可能全面的反映设计空间的特性，这是试验设计( Design o f Experiment，DOE ) 的内容。DOE方法有很多，如完全析因设计、正交实验设计、中心组合设计均匀实验设计等等。采用试验设计方法在设计空间选择一定数量的样本，通过仿真计算获得对应的目标变量的值，即响应值。

3.2.1 全析因设计

全析因设计是指再一次完全试验中，系统的所有因素的所有水平可能的组合都要被研究到的一种试验设计方法。其中涉及两个概念，因素是指系统的输入变量，水平是指因素在样本点处的值。对于n个因素的 q水平试验，全析因设计总的试验数目为qⁿ。全析因设计的有点是能够分析因素对系统影响的大小和分析因素间的交互作用。缺点也很明显当系统的因素和水平比较多时，模型的样本点个数会很大，因此一般用于低维水平设计的问题中。

全析因实验设计示意图

3.2.2 中心组合设计

中心组合设计（Central Composite Experiment Design）是一种针对二次多项式响应面模型进行分批试验的一种试验设计方法，特点是针对二次多项式响应面模型进行分批试验的一种试验设计方法且试验次数较少。

中心组合设计的具体步骤如下：

–首先要根据每个因素的两个水平值(分别代表改因素的最大和最小水平)，利用正交表构造一个L_n（2^m）的试验方案，进行次试验。

–在第一批试验结束之后，在中心点(0,0,…,0)作n₀次重复试验，由于数值计算试验的结果不存在物理试验那样的不确定性，所以对数值试验来说，此步只作一次试验即可，即n₀=1。

–第三批试验是在每个因素的坐标轴上，取臂长为a的两个对称点作为试验样本点，m个因素共有2m个点。

这样三次试验总共取了N个样本点：N=n+2m

未完待续。。。。。

写在最后

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首次发布时间：2024-08-14

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