API ReferenceDesign of Experiment API
UQPyL Team · May 10, 2026 · 5 min read
Design of Experiment API
UQPyL.doe
doe 模块从 Problem 或 ModelProblem 的输入空间生成样本。采样器通常先在 [0, 1] 单位空间生成点，再通过 problem.unit_to_space() 映射到真实边界。
导入
pythonfrom UQPyL.doe import LHS, Random, FFD, Sobol
公共对象
| 对象 | 作用 |
|---|
Sampler | 大多数采样器的基础接口。 |
Random | 均匀随机采样。 |
LHS | Latin hypercube sampling。 |
FFD | Full factorial design。 |
Sobol | Sobol 低差异序列采样。 |
SaltelliDesign | Sobol 敏感性分析专用设计。 |
FASTDesign | FAST 敏感性分析专用设计。 |
MorrisDesign | Morris 轨迹设计。 |
通用接口
| 方法 | 返回 | 含义 |
|---|
sample(problem, nSamples=None, seed=None, nt=None) | np.ndarray | 生成问题空间样本。 |
sampleWithMeta(problem, nSamples=None, seed=None, nt=None) | (np.ndarray, dict) | 生成样本和设计元数据。 |
| 参数 | 含义 |
|---|
problem | Problem、ModelProblem 或 benchmark problem。 |
nSamples | 样本数或基础样本量，具体含义取决于采样器。 |
seed | 可选随机种子。 |
nt | nSamples 的旧别名。 |
常用采样器
| 采样器 | 构造 | 说明 |
|---|
Random | Random() | 随机均匀采样。 |
LHS | LHS(criterion="classic", iterations=5) | Latin hypercube；criterion 可为 "classic"、"center"、"maximin" 等。 |
FFD | FFD() | 全因子网格，使用 levels 而不是 nSamples。 |
Sobol | Sobol(scramble=True, skipValue=0) | Sobol 低差异序列；nSamples 通常建议为 2 的幂。 |
分析专用设计
| 设计 | 用途 | 输出行数 |
|---|
SaltelliDesign(secondOrder=False) | analysis.Sobol | ((D + 2) * N, D) |
SaltelliDesign(secondOrder=True) | 带二阶指标的 analysis.Sobol | ((2 * D + 2) * N, D) |
FASTDesign(M=4) | analysis.FAST | (N * D, D)，且 N > 4 * M^2 |
MorrisDesign(numLevels=4) | analysis.Morris | (numTrajectory * (D + 1), D) |
这些设计必须用 sampleWithMeta()，并把返回的 meta 传给对应分析方法。
元数据
meta 是描述设计结构的字典。普通采样中它用于记录；指定设计分析中它是必需输入。
| 采样器 | 关键字段 |
|---|
Random | designType, seed |
LHS | designType, criterion, iterations, seed |
FFD | designType, levels, seed |
Sobol | designType, scramble, skipValue, seed |
SaltelliDesign | designType, N, secondOrder, blockSize, seed |
FASTDesign | designType, N, M, blockSize, seed |
MorrisDesign | designType, numTrajectory, numLevels, trajectorySize, seed |
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