《试验设计与MATLAB数据分析》介绍了试验设计中常用统计分析方法的基本原理、MATLAB编程实现及其应用范例。内容包括试验数据的描述性统计分析、误差分析、方差分析、回归分析、正交试验设计、均匀试验设计的方法等。本书附有一张光盘,内含书中所有MATLAB程序代码、例题数据和可执行文件(exe程序)等。
本书着重基础,强化应用,便于自学,可以作为研究生、本科生相关课程的教材或参考书,也可供科研人员参考和使用。
本书介绍了试验设计中常用的统计分析方法、MATLAB编程实现,以及使用作者开发的MATLAB程序代码和应用程序进行实际数据分析的具体方法和步骤。全书共分7章,第1章概述了试验设计中常用的统计分析方法;第2~7章依次介绍了试验数据的描述性统计分析、误差分析、方差分析、回归分析、正交试验设计和均匀试验设计的原理、MATLAB程序代码和应用实例。
本书具有以下特点: 第一,注意内容的系统性和实用性。由浅入深地阐述试验设计的基本方法和应用,然后给出MATLAB的编程实现,并通过大量范例演示MATLAB程序代码、应用程序(.exe文件)进行数据分析的过程与方法。第二,重视MATLAB应用对试验设计方法的简单性和可操作性。本书对所有方法、例题都编制了MATLAB例题程序代码,即便是对MATLAB知之甚少,或者对统计方法掌握不够全面的读者,只要按照本书给出的技巧,用试验数据代替书中例题中的数据,就可得到计算与分析的结果。操作方法简单、快捷。第三,给出了所有程序的源代码。对于想学习MATLAB语言编程的读者,可以通过本书学习、模仿、改写程序的源代码,提高自己的编程能力。第四,提供了.exe可执行文件。对没有安装MATLAB的计算机,读者可按照使用说明在任何Windows操作系统中进行计算。界面清晰,提示信息详尽、准确、恰当。第五,书中所有程序都是作者根据内容和解决问题的需求而创建编制的,具有原创性。不同层面的读者既可从中学习试验设计理论,又可直接进行数据分析,还可学习与模仿MATLAB编程。本书同时配备了包含书中所有MATLAB方法、例题程序代码、可执行文件(.exe智能化数据分析平台)及其使用说明的光盘。
本书既可作为本科生和研究生学习试验设计、MATLAB编程的教材或实验教材,也可作为数据分析的工具书或理论参考书,对从事程序开发的人员也具有重要的参考价值。
在本书的编写过程中,清华大学出版社石磊主任对本书的编写提出了宝贵的意见与建议,在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限,书中或有遗漏和不足,恳请读者批评指正。
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隋思涟 suisilian@126.com
编 者2011年11月
第1章 试验设计与MATLAB数据分析简介
1.1 试验设计与数据分析的意义
1.2 试验设计中的几个常用概念
1.2.1 试验指标
1.2.2 因素和水平
1.2.3 响应(或输出)
1.2.4 试验设计
1.3 试验结果的数据处理
1.3.1 常用统计方法
1.3.2 常用分析工具
1.4 试验数据的误差分析
1.4.1 试验误差的分类
1.4.2 试验数据的精准度与判断
1.5 数据的整理方法
1.5.1 表格法
1.5.2 作图法
1.5.3 数学模型
1.6 MATLAB程序代码与应用程序(.exe平台)介绍
1. 6.1 MATLAB程序代码
1.6.2 “.exe”可执行文件
第2章 试验数据的描述性统计分析
2.1 试验数据的常用数字特征
2.1.1 数据的均值、变异度、偏度与峰度
2.1.2 常用数字特征的MATLAB编程实现
2.1.3 应用实例
2.2 试验数据的其他数字特征
2.2.1 数据的中位数与分位数
2.2.2 中位数与分位数的MATLAB编程实现
2.2.3 应用实例
2.3 试验数据的分布描述
2.3.1 频数频率分布表
2.3.2 直方图
2.3.3 经验分布函数
2.3.4 QQ图
2.3.5 直方图、经验分布函数与QQ图的MATLAB编程实现
2.3.6 应用实例
2.4 试验数据的其他分布描述
2.4.1 茎叶图
2.4.2 盒形图
2.4.3 茎叶图与盒形图的MATLAB编程实现
2.5 用MATLAB程序代码综合分析实例
2.6 用配书盘中应用程序(.exe平台)进行数据分析实例
习题2
第3章 试验数据误差的统计分析
3.1 异常数据的剔除
3.1.1 拉依达(Pau Ta)准则
3.1.2 格拉布斯(Grubbs)准则
3.1.3 t检验准则
3.1.4 异常数据的剔除MATLAB编程实现
3.1.5 应用实例分析
3.2 随机误差的判断
3.2.1 X2检验
3.2.2 X2检验MATLAB编程实现
3.2.3 F检验
3.2.4 F检验MATLAB程序代码与应用
3.3 系统误差的检验
3.3.1 平均值与给定值比较及MATLAB程序代码与应用
3.3.2 两个平均值的比较及MATLAB程序代码与应用
……
第4章 试验数据的方差分析
第5章 试验数据的回归分析
第6章 正交试验设计
第7章 均匀试验设计
附录 常用数理统计表
参考文献