2021数学建模国赛B题思路 乙醇偶合制备C4烯烃 第一版思路 思路开源 已修订

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这里有百种算法出处整理，本题算法可从上面找取：

给裸赛的家人们整理了百种算法出处https://mp.weixin.qq.com/s/OhWRCeep885MuyhMhvdiOw

首先来看下这道题的逻辑，第一问找关系式，第二问比较催化剂组合，第三问寻优，第四问增设实验

可能会有小伙伴去考虑除乙醇转化率、C4烯烃选择性以外的指标，

其实这个表的意思是，在这种催化剂组合下，以及恒定温度及添加的乙醇速率条件下，达到反应平衡时，有2.07的乙醇转化为了右边几类化学物质，题目要求分析C4，那就只分析C4就行，如果看觉得内容少还可以自行增加一些分析

第一问首先分别找到乙醇转化率、C4烯烃的选择性与温度的关系式，求关系式算法可以参考下面几篇推文，也可以用1stopt软件进行拟合，21种组合都要求下温度与乙醇转化率、C4烯烃的选择性的关系式

最小二乘与非线性最小二乘(Matlab)https://mp.weixin.qq.com/s/Jl4Zkx-TK6fCNN4tgd47jQ

逐步回归补充篇——确定经验公式https://mp.weixin.qq.com/s/zmN7QrbusZLNRjw-8gJcBg

接下来分析附件2结果，附件2中273分钟时，乙醇转化率已稳定，C4烯烃选择性变化都很小，这个时候我们可以认为273分钟已经达到了平衡，接下来就用350摄氏度、乙醇转化率29.9%、C4烯烃选择性39.04%与附件1中的实验进行匹配，选出差别最小的作为该给定的催化剂组合，这里匹配简单做法直接算距离，也可以水论文用机器学习算法做，对附件2不用做时间与各项指标的关系曲线，后问也用不上，想多做一点分析也可以。

第二问，其实就是要让你们找哪一个对照试验比较好，对照试验一般使用的是方差分析，可以分别求得对照组内某因素是否对乙醇转化率、C4烯烃选择性结果显著影响，如果显著影响那么影响程度怎么样，p值是多少，p值月低越好，此外还要看下这组对照试验中出现最好的结果（乙醇转化率以及C4烯烃选择性）分别是多少，这样可以得到四个指标，然后采用评价算法对不同对照试验组进行评价，评价可以用多种算法例如投影寻踪、熵权法、Tosis等评价，然后在通过组合评价方法例如Borda求一个综合性的评价值，然后进行排序，但是注意这里对数据进行标准化时有一个问题，客观算法可能会存在偏离主观的现象，可以这么来做，对于你们认为的重要性小的指标可以通过ln(β+x)函数映射，这样能够减少该指标对最后结果的影响。

方差分析（单因素、双因素、不均匀样本）

方差分析(Matlab)https://mp.weixin.qq.com/s/rdvmOjClKNUhD9_S-x_rqQ

本问主要用方差分析去找到比较好的对照实验方式，题目说探讨不同催化剂组合及温度对乙醇转化率以及C4烯烃选择性大小的影响，其实就是说怎样的对照试验中温度对结果的影响是最大的，并且实验结果中能产生不错的结果，那么第三问就基于此进行研究

接下来找一找对照试验组，题目说的1wt%Co/SiO2没有表述清楚，/SiO2就说明SiO2为主要基体，Co在这个基体中的质量占总质量的1%，也就是如果有100mg1wt%Co/SiO2，那么就有1mgCo，99mgSiO2，石英砂就是SiO2，我们对附件1第二列信息归纳下

我们来找一下对照试验组

①按Co-SiO2-HAP质量比例为1-100-100且三者质量相等的实验组，但乙醇添加速率不同，共找到6组，去掉重复实验实则为4组

 然后我们按不均匀样本取数，以不同温度下乙醇转化率结果为例

 然后通过方差分析求该对照试验组中的参数条件是否对结果构成显著影响

X=[19.7 29 40 58.6 76 6.3 8.8 13.2 31.7 56.1 1.4 3.5 6.9 19.9 44.5 1.4 3.4 6.7 19.3 43.6 2.1 3 4.7 13.4 40.8 2.1 3.8 5.8 9.8 15.9 45];
group=[ones(1,5),2.*ones(1,5),3.*ones(1,10),4.*ones(1,11)];
[p,anovatab,stats]=anova1(X,group);%单因素方差分析
fa=finv(0.95,anovatab{2,3},anovatab{3,3});%计算fa
F=anovatab{2,5};%F值
if p<=0.01 && F>fa
    disp('非常显著')
elseif p<=0.05 && F>fa
    disp('显著')
else
    disp('不显著')
end

 

②。。。

其他实验组自己筛选，同①找三个参数相同一个参数不同的对照组实验

在比较出较好对照试验组后，然后同问题一中的方法分析该对照试验组下温度对结果的影响，如果是Co或SiO2或HAP或乙醇速率对照实验组，那还需要分析哪一个参数在同一温度下对结果（对乙醇转化率、C4烯烃选择性大小）的影响，可以拟合出关系式，第二问最后的分析，需要看你们得到的最优对照试验组结果。

 

第三问，基于第二问结果以C4烯烃收率为目标函数（C4烯烃收率=乙醇转化率*C4烯烃的选择性），基于第三问的关系是，并设立，实验参数及温度范围对目标函数进行寻优，优化算法系列推文见下链接

https://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzU0OTEyNjAyMQ==&hid=25&sn=4dd5f9b697c058388b9efba1372f7e34&scene=18&uin=&key=&devicetype=Windows+10+x64&version=63030532&lang=zh_CN&ascene=7&fontgear=2https://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzU0OTEyNjAyMQ==&hid=25&sn=4dd5f9b697c058388b9efba1372f7e34&scene=18&uin=&key=&devicetype=Windows+10+x64&version=63030532&lang=zh_CN&ascene=7&fontgear=2

第四问，这里的实验肯定是第二问定下来的实验，一般做实验，都会等间距的设置参数，是找出最佳实验条件所处大致区间，这里可以采用黄金分割法这类方法去增设对照实验，例如第二问确定以Co、SiO2、HAP比例为1:100:100且不同乙醇添加速率的对照实验，参考第三问结果，我会去看最佳乙醇速率设置多少较好，就会在周围设立不同精度的参数，再次得到结果看是否会出现更好的结果，一般设置这样的参数实验，采用的是黄金分割法或者1/2法去设置