均匀设计_百度文库
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你可能喜欢UD-SVR:多因素多水平实验设计与配方优化新方法--《中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十一次全国动物营养学术研讨会论文集》2012年
UD-SVR:多因素多水平实验设计与配方优化新方法
【摘要】：发展新的实验设计与分析方法,通过实施少量实验,优化配方并解释各因素效应,对发酵工程、动植物营养、工艺流程优化等多因素多水平实验设计意义重大。正交设计与均匀设计(UD)特别是后者能有效降低实验个数,但其后续分析常采用的多元线性回归、偏最小二乘回归、二次多项式回归、人工神经网络、响应面方法等经验风险最小回归模型存在诸多弊端,特别是其假定样本充分大或无限大,而配方优化是典型的小样本,因此其泛化推广能力在小样本前提下较差:由经验风险最小回归模型推测的最优配方,在验证中往往发现不是满意配方。支持向量机(SVM)是机器学习领域的集大成者,包括支持向量分类(SVC)和支持向量回归(SVR),它基于结构风险最小,较好地解决了小样本、非线性、过拟合、维数灾和局极小等问题,泛化推广能力优异,但可解释性差。结合均匀设计(UD)与支持向量回归(SVR),提出了一种新的多因素多水平实验设计与分析新方法:UD-SVR,并在7个独立实验中验证了新方法的有效性,均明显优于二次多项式偏最小二乘回归等经验风险最小参比模型(袁哲明等,2009;李俊等,2010;蔡柳等,2010;周世豪等,2012);另接受委托优化任务在研5项。进一步,基于F测验,对SVR建立了一套完整的非线性解释性体系,包括模型回归显著性测验、单因子重要性显著性测验、单因子效应及灵敏度分析、两因子互作显著性测验等,并验证了新解释性体系的合理性与有效性(谭显胜等,2009)。以棉铃虫半纯人工饲料配方优化为例,考虑6因素时仅通过2轮22个实验,表征配方优劣的指标——平均蛹重,由初始的0.243 6g高效提升至0.304.4g,并确证了我们提出的非线性解释性体系的合理性与优越性(李俊等,2010);在此基础上,进一步添加了3种微量物质,平均蛹重现已提升到0.35g。UD-SVR为多因素多水平实验设计与分析提供了一套预测精度高、指导性强、可解释性好、优化高效的整体解决方案,应用前景广泛。
【作者单位】：
【分类号】：S816【正文快照】：
UD-SVR:多因素多水平实验设计与配方优化新方法@王立锋$湖南农业大学生物安全科学与技术学院!长沙 410128
@袁哲明$湖南农业大学生物安全科学与技术学院!长沙 410128发展新的实验设计与分析方法,通过实施少量实验,优化配方并解释各因素效应,对发酵工程、动植物营养、工艺流
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第3章 实验研究-均匀设计
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你可能喜欢（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力是一对____（填“非平衡力”或“平衡力”）；（2）选择四种不同的接触面，通过增减木块上的砝码，改变木块对木板的压力，依次水平向右拉动长木板，将每次测量结果填入表中：
{[实验序号 木板与木板的][木板与木板的接触面][压力][测力计示数][1][木板正面与木板面][2.5N][1.2N][2][木板正面与木板面][5.0N][2.4N][3][木板正面与木板面][7.5N][3.6N][4][木板侧面与木板面][2.5N][1.2N][5][木板侧面与布面][2.5N][2.0N][6][木板正面与布面][2.5N][2.0N]}（3）由实验1、4或5、6可知，滑动摩擦力与接触面的面积大小____（填“有关”或“无关”）；（4）由实验____（填实验序号）可知，接触面越粗糙，滑动摩擦力越____；（5）实验1、2、3控制了____和____不变，研究了滑动摩擦力大小与____的关系，此时，滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成____比．-乐乐题库
& 探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验知识点 & “（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动...”习题详情
116位同学学习过此题，做题成功率72.4%
（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力&（填“非平衡力”或“平衡力”）；（2）选择四种不同的接触面，通过增减木块上的砝码，改变木块对木板的压力，依次水平向右拉动长木板，将每次测量结果填入表中：
实验序号&&&&&&&&& 木板与木板的&木板与木板的接触面&压力&测力计示数&1&木板正面与木板面&2.5N&1.2N&2&木板正面与木板面&5.0N&2.4N&3&木板正面与木板面&7.5N&3.6N&4&木板侧面与木板面&2.5N&1.2N&5&木板侧面与布面&2.5N&2.0N&6&木板正面与布面&2.5N&2.0N&（3）由实验1、4或5、6可知，滑动摩擦力与接触面的面积大小无关&（填“有关”或“无关”）；（4）由实验1、6&（填实验序号）可知，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大&；（5）实验1、2、3控制了接触面的粗糙程度&和接触面积&不变，研究了滑动摩擦力大小与压力&的关系，此时，滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成正&比．
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：2013-湘潭
分析与解答
习题“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉...”的分析与解答如下所示：
（1）弹簧测力计拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力大小等于拉力大小，要保持物体进行匀速直线运动．（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟接触面积大小、拉力大小、运动速度无关．当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．（3）物理量受到多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，控制其它因素不变．
解：（1）弹簧测力计水平拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，实验中用弹簧测力计拉动长木板做匀速直线运动时，水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力．（3）木块平放或侧放时，滑动摩擦力示数相同，说明滑动摩擦力大小跟接触面积大小无关．（4）由实验1、6或4、5可知，压力大小不变，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．（5）实验1、2、3控制了接触面的粗糙程度和接触面积不变，仅改变压力大小，发现压力越大，滑动摩擦力越大，什么滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成正比．故答案为：（1）平衡力；（3）无关；（4）1、6；大；（5）接触面的粗糙程度；接触面积；压力；正．
（1）本题通过木块进行匀速直线运动，间接测量滑动摩擦力大小．（2）掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素．
找到答案了，赞一个
如发现试题中存在任何错误，请及时纠错告诉我们，谢谢你的支持！
（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到...
错误类型：
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习题内容结构混乱
习题对应知识点不正确
分析解答残缺不全
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分析解答结构混乱
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经过分析，习题“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉...”主要考察你对“探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验
【知识点的认识】在探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中，小明的实验过程如图所示．
（1）实验操作的关键是什么？（ 匀速拉动木块）
（2）由甲、乙两图得到的结论是：（压力一定，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．）
（3）图乙和图丙探究的问题是：（接触面积一定时，滑动摩擦力与压力的关系）
（4）在此实验的基础上，小明又猜想：滑动摩擦力的大小可能与物体的接触面积有关．请你利用图中已有的器材，设计探究方案验证小明的猜想．（利用图甲（或图乙）的器材，将木块分别平放、侧放和立放，匀速拉动木块，比较弹簧测力计的示数．）【命题方向】题目考查滑动摩擦力的测量方法和控制变量法的运用．探究滑动摩擦力与哪些因素有关的关键是测量滑动摩擦力的大小，但滑动摩擦力的大小不能直接测量，只能通过测量拉力的方法间接测量．只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数．比较甲、乙两图相同的是压力，不同的是接触面，一个是玻璃，一个是木板，它们的粗糙程度不同．这样得到的结论是：压力相同时，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．同理可判断图乙和图丙探究的问题．第四问考查运用控制变量设计实验的能力，即保持其它因素不变，只让物体的接触面积改变．而改变物体的接触面积的最好方法是将长方体木块分别平放、侧放和立放．【解题方法点拨】滑动摩擦力的大小不能直接测量，只能通过测量拉力的方法间接测量．只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数．滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，与接触面积大小无关，与运动速度的大小无关，与是否做匀速直线运动无关，与拉力的大小等因素无关．
与“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉...”相似的题目：
小光同学通过观察身边的一些现象得出一个结论：物体在另一个物体表面滑动或滚动时受到摩擦力的作用，如果没有滑动或滚动，物体就不受摩擦力的作用．请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小光的结论是不正确的．（1）写出你选用的物品或实验器材：&&&&．（2）简述实验过程及实验现象：&&&&．
下表是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验记录数据．
实验次数&实验条件&测力计示数（N）&&压力情况&接触面情况&&1&一个木块&木块与毛巾&1.0&2&一个木块&木块与桌面&0.4&3&一个木块&木块与玻璃板&0.2&4&一个木块和一个砝码&木块与桌面&0.7&（1）分析比较表中①②③组数据可以得到：&&&&．（2）分析比较②④组数据可以得到：&&&&．
针对“如何增大摩擦？”这一问题，某兴趣小组提出一些猜想，概括如下：a．增大压力增大摩擦；b．增大接触面粗糙程度增大摩擦；c．增大接触面积增大摩擦；d．增大运动速度增大摩擦．为了验证这些猜想，他们利用长方体木块、铁块、弹簧测力计、毛巾和水平桌面等，进行实验探究，并将数据记入表中：
实验&接触面情况&速度&压力/N&摩擦力/N&接触面&接触面积/m2&1&木与桌面&0.01&v&5&1&2&木与桌面&0.01&2v&5&1&3&木与桌面&0.01&v&10&2&4&木与毛巾面&0.01&v&5&★&5&木与桌面&0.005&v&5&1&（1）在实验中，测量摩擦力时应保持木块在水平桌面上作&&&&运动．（2）如图的弹簧测力计示数是表中“★”处的数值，其大小为&&&&，该测力计的量程是&&&&N，分度值为&&&&N．（3）比较实验1、2可知：猜想&&&&是错误的；比较实验&&&&两组数据，可以判断猜想a是否正确；比较实验&&&&两组数据，可以判断猜想c是否正确；（4）某同学分析实验3、4数据，并支持猜想b，你认为他这种分析方法&&&&（填“正确“或“不正确“），其理由是&&&&．
“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动...”的最新评论
该知识点好题
1如图是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验．在甲、乙两次实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上作匀速直线运动．则下列说法正确的是（　　）
2以下几个验证性小实验，其中有错误的是（　　）
3探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示．实验时让木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动．下列说法正确的是（　　）
该知识点易错题
1（2011o盐城）小明用图示装置探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．下列操作正确的是（　　）
2探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示．实验时让木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动．下列说法正确的是（　　）
3如图所示，描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景．用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动（图甲、乙），然后用另一只手压在手上在桌面上滑动（图丙）．下面说法中正确的是（　　）
欢迎来到乐乐题库，查看习题“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力是一对____（填“非平衡力”或“平衡力”）；（2）选择四种不同的接触面，通过增减木块上的砝码，改变木块对木板的压力，依次水平向右拉动长木板，将每次测量结果填入表中：
{[实验序号 木板与木板的][木板与木板的接触面][压力][测力计示数][1][木板正面与木板面][2.5N][1.2N][2][木板正面与木板面][5.0N][2.4N][3][木板正面与木板面][7.5N][3.6N][4][木板侧面与木板面][2.5N][1.2N][5][木板侧面与布面][2.5N][2.0N][6][木板正面与布面][2.5N][2.0N]}（3）由实验1、4或5、6可知，滑动摩擦力与接触面的面积大小____（填“有关”或“无关”）；（4）由实验____（填实验序号）可知，接触面越粗糙，滑动摩擦力越____；（5）实验1、2、3控制了____和____不变，研究了滑动摩擦力大小与____的关系，此时，滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成____比．”的答案、考点梳理，并查找与习题“（2013o湘潭）如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置，长方体小木块各个侧面光滑程度相同，长木板一面为较光滑的木板面，另一面是粗糙的布面；（1）水平向右拉动长木板，当小木块静止时，小木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力是一对____（填“非平衡力”或“平衡力”）；（2）选择四种不同的接触面，通过增减木块上的砝码，改变木块对木板的压力，依次水平向右拉动长木板，将每次测量结果填入表中：
{[实验序号 木板与木板的][木板与木板的接触面][压力][测力计示数][1][木板正面与木板面][2.5N][1.2N][2][木板正面与木板面][5.0N][2.4N][3][木板正面与木板面][7.5N][3.6N][4][木板侧面与木板面][2.5N][1.2N][5][木板侧面与布面][2.5N][2.0N][6][木板正面与布面][2.5N][2.0N]}（3）由实验1、4或5、6可知，滑动摩擦力与接触面的面积大小____（填“有关”或“无关”）；（4）由实验____（填实验序号）可知，接触面越粗糙，滑动摩擦力越____；（5）实验1、2、3控制了____和____不变，研究了滑动摩擦力大小与____的关系，此时，滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成____比．”相似的习题。