响应曲面法可以用design expert软件,用正交实验法就可以。
Design Expert 是一款强大而专业的响应面实验设计软件,在全球的同类软件里始终处于顶尖地位。该软件可通过两级因子筛选设计、一般因子研究、混合物设计技术以及分割图设计和分析等功能帮助使用者快速统计实验数据,大幅度缩短实验的数据搜集时间。
同时能以在该软件版本中大大加强的图形视图、计算能力以及更多新增的设计功能来加快实验进度、提升实验效率。
响应曲面法的定义:
也称为回归设计,这类试验设计问题需要寻找试验指标与各因子间的定量规律(而不是判断因子的显著性,找出各因子水平的最佳组合)。回归设计是在多元线性回归的基础上主动收集数据的方法获得具有较好性质的回归方程的一种试验设计方法。
存在四个问题:
1、从程序结构上说,代码包括三部分:
(1)第一个function(即bate2)为目标函数;
(2)第二、三个function,其中st为约束条件,xym为st调用的子函数;
(3)下面这行代码以及后面的内容为主程序
Mu=[10 2.5] %输入平均值主程序可以作为脚本(Script)直接使用,也可以保存成一个函数。保存成函数的好处是可以把三部分代码存在同一个文件中,但需要注意,主函数必须在最前面。
2、下面这行代码多了一个逗号:
[X,fval,exitflag,output]=fmincon(@bata2,X0,A,b,Aeq,,beq,lb,ub,@st)3、目标函数的名字为bate2,但在调用fmincon的时候写成了bata2。
4、在目标函数中使用了全局变量Mu、Sigama,但主程序中未声明其为全局变量。全局变量需要在每一个使用它的模块中都要声明,也就是说,需要在主程序中增加一行:
global Mu Sigama另外,程序中有些应该输出的信息没有输出,却输出了一些不必输出的信息(语句后面是否加分号),也作了调整。
改写后的代码如下(可以保存在一个文件中,已作为附件上传):
function zdglobal Mu Sigama %定义全局变量
Mu=[10 2.5] %输入平均值
Sigama=[2 0.375] %输入标准差
X0=[10 2.5] %输入初始迭代点
A=[]b=[]Aeq=[]beq=[]
lb=[]ub=[]
[X,fval,exitflag,output]=fmincon(@bata2,X0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,@st) %调用优化工具箱求解
bata=sqrt(fval)
Pf=cdf('norm',-bata,0,1) %计算失效概率
function CC=bata2(X) %目标函数子函数
global Mu Sigama %定义全局变量
CC=((X(1)-Mu(1))/Sigama(1))^2+((X(2)-Mu(2))/Sigama(2))^2 %X均为正态分布
function [c,ceq]=st(X) %约束条件子函数
c=[] %非线性不等式约束
ceq=xym(X) %非线性等式约束
function Z=xym(X) %响应面函数子函数
A1=[1.0000 10.0000 2.5000 100.0000 6.2500
1.0000 16.0000 2.5000 256.0000 6.2500
1.0000 4.0000 2.5000 256.0000 6.2500
1.0000 10.0000 3.6250 100.0000 13.1406
1.0000 10.0000 1.3750 100.0000 1.8906]
B1=[13.672810.800516.545116.8897-10.3136]
C=A1\B1 %求解二次响应面函数各项系数
Z=C(1)+C(2)*X(1)+C(3)*X(2)+C(4)*X(1)+C(5)*X(2) %计算功能函数值
运行结果如下:
Optimization terminated: first-order optimality measure lessthan options.TolFun and maximum constraint violation is less
than options.TolCon.
X =
10.2991 1.5136
fval =
6.9410
exitflag =
1
output =
iterations: 3
funcCount: 12
lssteplength: 1
stepsize: 0.1441
algorithm: 'medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search'
firstorderopt: 8.5143e-008
message: [1x144 char]
Pf =
0.0042
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