什么是多元方差分析 (MANOVA)？

多元方差分析 (MANOVA) 是一种统计方法，可在存在多个因变量的情况下分析两个或多个组之间的差异。MANOVA 的主要目标是在考虑变量之间的相互关系的情况下，确定因变量的均值在不同组之间是否有显著差异。

MANOVA 和 ANOVA 有什么不同？

MANOVA 是方差分析 (ANOVA) 概念的扩展，可用于存在多个响应变量的情况。假设您正在处理关于汽车不同轮胎型号的数据，并希望了解和分析这些轮胎（因子或自变量）对各种性能指标（如燃油效率和轮胎耐久性（因变量））的影响；ANOVA 和 MANOVA 都可用来了解这些因子对响应变量的影响。

ANOVA 支持您评估一个或多个因子对单个因变量的影响。在本例中，您可以使用 ANOVA 检查不同轮胎型号（因子）如何影响燃油效率（因变量）。而 MANOVA 可以让您同时探索因子对两个或更多因变量的影响。也就是说，您可以分析不同轮胎型号（因子）如何同时影响多个性能指标，如燃油效率和轮胎耐久性（因变量）。

为什么使用 MANOVA？

MANOVA 可让您探索因变量组合中是否存在显著的组间差异。通过同时考虑多个因变量，MANOVA 可提供更全面的组间差异和模式。对多个因变量进行单独的 ANOVA 会增加假正（I 型错误）的几率。MANOVA 能够通过同时分析自变量对多个因变量的影响来管理此错误率。MANOVA 可帮助您解决诸如以下的问题：

• 飞机设计中不同的机翼构型如何影响结构强度、重量和空气动力学效率等因子？
• 在半导体制造过程中，温度、压力和化学成分的变化是否会显著影响产量、可靠性和性能等结果？
• 根据生产国家/地区的不同，汽车的某些特性（如燃油效率或安全等级）是否有显著差异？
• 不同花卉物种在测量值（如萼片和花瓣的长度和宽度）上是否表现出统计学上的显著差异？

MANOVA 的假设

通常，在进行 MANOVA 测试时，需要对输入数据作出以下假设：

• 正态性：每组中的数据遵循正态分布。
• 同质性：因变量的方差-协方差矩阵在各组之间是相等的。
• 独立性：组内和组间的观测值相互独立。

这些假设对于确保 MANOVA 分析和结果的有效性、准确性和可靠性非常重要。

使用 MATLAB 执行 MANOVA

MATLAB^® 和 Statistics and Machine Learning Toolbox™ 提供了一系列可帮助您理解、可视化数据以及对数据执行多元方差分析 (MANOVA) 的功能。您可以：

• 使用 manova 函数执行单因子、双因子或 n 因子 MANOVA。
• 了解 MANOVA 结果的统计意义，包括模型项、误差、F 统计量和 p 值。
• 对 MANOVA 的边际均值进行多重比较，从而支持对多个因变量的组均值执行成对比较。
• 对 MANOVA 结果执行各种检验，包括线性假设检验和巴特利检验。
• 使用各种方法可视化 MANOVA 结果，如箱线图、树状图和预期边际均值图。