正交實驗空白列的理解

1.簡單瞭解正交實驗設計

簡單理解正交實驗應該是不難的,其實只需要看下面的第二個鏈接的ppt就可以對正交實驗有一個很好的瞭解了,然後對於spss實戰其實只需要看第五個鏈接中的論文就可以很好地掌握了。其他幾個鏈接可以在看完第二個和第五個鏈接後簡單看一下,這樣子基本就可以理解正交實驗了,然後使用spss也可以很容易的做基於正交實驗的方差分析。不過我自己看完後對於其中的空白列設置抱有疑問,後來經過思考和查詢終於有一些理解了,可以看本博文的第二部分。
簡單接觸正交實驗設計
很好地介紹了正交實驗設計
如何理解空白列
spss做正交實驗方差分析
一篇寫的不錯的介紹文章

2.關於空白列的理解

正交實驗有點難理解的是空白列的設置,我們都知道如果要用正交實驗的結果來做方差分析,要麼留有空白列,要麼做重複測量,做重複測量很容易理解,因爲重複測量可以得到組內變異,有了組內變異,也就是得到了隨機誤差後,我們就可以判斷出某個因素兩個水平間的差異究竟是這個因素不同水平造成的還是隨機誤差造成的了。
那麼首先,我們可以很自然的想到留有空白列的目的當然也是想要得到隨機誤差,也就是組內變異,那麼爲什麼留有空白列就可以做到這一點呢?下面以本博文第一部分的鏈接一中的例子來說明
在這裏插入圖片描述
對於上圖的正交實驗,在進行方差分析時,比方說我們要做加水量對含量是否有顯著的影響,那麼其實我們是控制住煎煮時間、煎煮次數來分析不同加水量時含量是否有顯著性差異;類似的,研究煎煮時間對含量是否有顯著影響時,其實是控制住加水量和煎煮次數來分析不同煎煮時間時含量是否有顯著性差異。對煎煮次數對含量的影響的分析也是一樣的。那麼有一個空列時,類似於上述的分析,我們研究空列對含量是否有顯著的影響時就是控制住加水量、煎煮時間、煎煮次數,然後分析空列的不同水平時含量是否有顯著性差異,而注意到這時是空列,因此實際上這時的分析便可以得到的是隨機誤差(因爲控制住了加水量、煎煮時間、煎煮次數,因此空列對含量的影響也就是隨機誤差了)。其實也可以從迴歸的角度來理解,也就是含量(因變量)減去前三個自變量的影響後,剩下也就是殘差了,也就是組內變異。 那麼這樣帶有空列實際上也就可以估計出隨機誤差,也就是組內變異,進而可以進行方差分析了。所以在實際實驗或後續的數據分析時,空列是不用管的,不需要做實驗,也不需要把空列放到方差分析的模型中去,在寫報告時就按照正交表填1,2,3就行,就像上圖一樣。當然這是一種通俗的解釋,我個人認爲內在的數學原理的關鍵在於自由度 ,當正交表全部填滿時,自由度就不夠了,也就無法計算出隨機誤差了,有空列時,實際上就是減少了一個因素,那麼也就可以進行隨機誤差的估計了,當然這也只是我的感覺,沒有經過理論推導,如有哪裏有問題或錯誤或補充還請大佬指出,將十分感謝!

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