收藏本站
《浙江大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

梨可溶性固形物和酸度的可见/近红外光谱静态和在线检测研究

孙通  
【摘要】:我国是水果生产大国,却是水果出口小国。水果商品化处理程度低是导致我国水果国际市场竞争力弱、出口量小的主要原因之一,提高我国的水果商品化处理水平能有效地增强我国水果的国际市场竞争力,扩大我国水果出口量。水果外观和内部品质的快速无损检测是水果商品化处理的重要环节。因而,实现水果外观和内部品质的快速无损检测是非常重要和必要的。 本研究课题以翠冠梨、水晶梨和贡梨为研究对象,综合利用可见/近红外光谱技术、光纤传感技术以及化学计量学方法开展梨可溶性固形物(SSC)和酸度的静态和在线检测研究,采用不同的建模方法并结合不同的光谱预处理方法建立梨可溶性固形物和酸度的静态预测模型和在线预测模型。研究了影响预测模型的各种因素包括光源-检测器角度、水果传输速度以及水果放置方位,并采用不同的特征波长选择方法对光谱波长变量进行选择研究。 本文的主要内容和研究结论如下: (1)对USB4000微型光纤光谱仪的静态光谱采集参数和在线光谱采集参数进行优化研究。对于翠冠梨SSC检测,USB4000微型光纤光谱仪的最优静态光谱采集参数Boxcar点数和Average次数分别为6和4,USB4000微型光纤光谱仪的最优在线光谱采集参数Boxcar点数为6。 (2)研究了光源-检测器角度、水果传输速度以及水果放置方位对梨SSC预测模型性能的影响。光源-检测器角度对翠冠梨SSC预测模型性能有影响,光源-检测器角度120°优于光源-检测器角度180°。在三个水果传输速度下(0.3 m/s、0.5 m/s、0.7 m/s),随着水果传输速度的增加,翠冠梨SSC的PLS预测模型性能不断下降,但下降幅度不大。水果放置方位对贡梨SSC预测模型性能有影响。水果放置方位HH和HV优于水果放置方位VU和VD,水果放置方位HH与HV以及水果放置方位VU与VD之间则差别不大。 (3)在可见/近红外检测系统AI里,研究了2009年慈溪与横港两果园翠冠梨SSC和pH的静态检测,采用偏最小二乘回归(PLS)、主成分回归(PCR)、逐步多元线性回归(SMLR)以及最小二乘支持向量机(LS-SVM)建模方法结合不同的预处理方法建立单个果园以及两个果园统一的SSC预测模型,采用PLS方法结合不同的预处理方法建立单个果园以及两个果园统一的pH预测模型。2009年慈溪、横港以及两果园翠冠梨SSC的最优静态预测模型的相关系数、RMSEC.RMSEP.RMSECV以及RPD分别为0.971、0.203%、0.328%、0.322%和2.59,0.941、0.289%、0.322%、0.355%和2.58,0.946、0.277%、0.354%、0.347%和2.37。2009年慈溪、横港以及两果园翠冠梨pH的最优静态预测模型的相关系数、RMSEC.RMSEP.RMSECV以及RPD分别为0.765、0.113、0.112、0.128和1.60,0.885、0.095、0.123、0.117和1.63,0.835、0.105、0.115、0.123和1.65。PLS建模方法优于PCR.SMLR以及LS-SVM建模方法。 (4)在可见/近红外检测系统AI里,研究了2009年慈溪与横港两果园翠冠梨SSC和pH的在线检测,采用PLS、PCR、SMLR以及LS-SVM建模方法结合不同的预处理方法建立单个果园以及两个果园统一的SSC预测模型,采用PLS方法结合不同的预处理方法建立单个果园以及两个果园统一的pH预测模型。2009年慈溪、横港以及两果园翠冠梨SSC的最优在线预测模型的相关系数、RMSEC.RMSEP.RMSECV以及RPD分别为0.966、0.222%、0.253%、0.350%和3.36,0.953、0.259%·、0.326%、0.344%和2.55,0.923、0.306%、0.331%、0.376%和2.54。2009年慈溪、横港以及两果园翠冠梨pH的最优在线预测模型的相关系数、RMSEC、RMSEP、RMSECV以及RPD分别为0.814、0.105、0.127、0.123和1.41,0.881、0.098、0.104、0.117和1.92,0.854、0.102、0.120、0.121和1.58。PLS建模方法优于PCR.SMLR以及LS-SVM建模方法。建立了在0.5 m/s水果传输速度下基于可见/近红外光谱技术结合化学计量学方法在线检测不同果园不同采摘期翠冠梨可溶性固形物和酸度的方法体系和预测模型,提高了可溶性固形物预测模型的精度,为在线检测翠冠梨内部品质提供了新方法。 (5)在分级生产线上的可见/近红外检测系统里,研究了贡梨SSC的在线检测,并采用PLS方法结合不同的预处理方法建立SSC预测模型。贡梨SSC的最优在线预测模型的相关系数、RMSEC、RMSEP、RMSECV以及RPD分别为0.945、0.285%、0.290%、0.344%和2.86。 (6)提出了一种光谱特征波长选择的新方法----组合式特征波长选择方法UVE-GA-PLS,并与其他6种常用的特征波长选择方法包括(BiPLS、SiPLS、UVE-PLS、GA-PLS、SPA-MLR以及UVE-SPA-MLR)进行研究比较。对于翠冠梨SSC检测,UVE-GA-PLS为7种特征波长选择方法中的最优方法,仅采用50个波长变量建立的SSC预测模型性能与全波谱728个波长变量建立的PLS模型性能相近。翠冠梨SSC的UVE-GA-PLS模型的相关系数、RMSEC、RMSEP以及RMSECV分别为0.958、0.248%、0.290%和0.292%,RPD值为2.97。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S661.2

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张久祥;何旭东;唐岩;陈喜梅;;指数平滑法在边坡变形预测中的应用[J];内蒙古草业;2011年02期
2 符国槐;费玉娟;杨再强;汤晨阳;黄海静;孙军波;;农业气象灾害预警系统研究进展[J];安徽农业科学;2011年18期
3 郭庆春;何振芳;李力;孔令军;张小永;寇立群;;基于BP神经网络的我国农民收入预测模型[J];安徽农业科学;2011年20期
4 杨露;熊本海;;肉鸡能量需要量预测模型的研究进展[J];中国饲料;2011年13期
5 王香春;张秋良;春兰;高娃;;大青山落叶松人工林直径分布规律的研究[J];山东农业大学学报(自然科学版);2011年03期
6 许凤;杨震峰;裴娇艳;郑永华;;基于颜色参数变化的青花菜叶绿素含量预测模型[J];食品科学;2011年13期
7 迟道才;王海南;李雪;陈涛涛;王堃;;灰色新陈代谢GM(1,1)模型在参考作物腾发量预测中的应用研究[J];节水灌溉;2011年08期
8 高珊;白玉兰;王洋;;萝北县春季旱涝预测技术措施[J];农技服务;2011年06期
9 甄丽萍;邓华玲;;人工神经网络在大豆食心虫虫食率预测中的应用[J];农业系统科学与综合研究;2011年03期
10 史婕;吴坚;王丽;;偏最小二乘回归算法在棉花黄萎病病情预测中的应用[J];数字技术与应用;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁启华;;一种基于Ito方程的广告效应预测模型[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
2 孙颖;张袅娜;王玉华;卢秀和;杨洪侠;;基于多输入层小波神经网络的选矿厂能源消耗预测模型[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
3 华丽;鲍一笑;刘全华;;汉族儿童哮喘易感基因预测模型的初步建立[A];中华医学会2010年全国变态反应学术会议暨中欧变态反应高峰论坛参会指南/论文汇编[C];2010年
4 盛刚;孙彦广;梁青艳;;钢铁企业电力负荷分析与预测模型的探讨[A];全国冶金自动化信息网2011年年会论文集[C];2011年
5 马培蓓;纪军;;基于时间序列的航空备件消耗预测[A];中国系统工程学会决策科学专业委员会第六届学术年会论文集[C];2005年
6 陈亮;杜尚丰;;温室环境神经网络预测控制[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第五分册[C];2005年
7 刘静;杨月欣;;膳食血糖生成指数预测模型的建立[A];中国营养学会第十次全国营养学术会议暨第七届会员代表大会论文摘要汇编[C];2008年
8 黎静;薛龙;刘木华;;基于OSC/PLS法识别被不同浓度农药污染水果的初步研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
9 高尚;;GM(1,1)模型分析及改进[A];数学及其应用文集——中南模糊数学和系统分会第三届年会论文集(上卷)[C];1995年
10 赖永标;乔春生;;基于SVM隧道与溶洞安全距离预测模型[A];第六届全国地面岩石工程学术会议暨第二届岩土力学与工程前沿论坛论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张超;预测模型:推算SARS起落潮[N];科技日报;2003年
2 刘庆;“预测模型”要缓行[N];网络世界;2006年
3 王雪飞;儿童多动症有了疗效预测模型[N];健康报;2006年
4 记者 耿挺;蛋白质功能算出来[N];上海科技报;2007年
5 海通期货研究所;沪深300行业指数β系数预测模型之比较[N];期货日报;2009年
6 本报记者 谢飞;行业预测模型试水 数量化投资武装基金业[N];21世纪经济报道;2004年
7 张琳 赵伟;巧用Excel构建利润预测模型[N];财会信报;2007年
8 四川农业大学 王立志 贾刚 王康宁;饲料有效磷的评定及预测模型的“雏形”[N];中国畜牧兽医报;2006年
9 五矿海勤 张浩;LLDPE日内价格波动区间预测模型初探[N];期货日报;2007年
10 知名财经专栏作家 周洛华;再精确的预测也靠不住[N];上海证券报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙通;梨可溶性固形物和酸度的可见/近红外光谱静态和在线检测研究[D];浙江大学;2011年
2 杨林楠;三化螟和斑潜蝇发生预测模型研究与应用[D];电子科技大学;2010年
3 张瑞;不常用备件需求预测模型与方法研究[D];华中科技大学;2011年
4 颜辉;植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究[D];江苏大学;2010年
5 吴瑞梅;名优绿茶品质感官评价的仪器化表征研究[D];江苏大学;2012年
6 郭建校;改进的高维非线性PLS回归方法及应用研究[D];天津大学;2010年
7 高宏岩;融合移动信号流的高速公路交通拥挤预警与调控[D];山东科技大学;2011年
8 崔立成;基于多断面信息的城市道路网交通流预测方法研究[D];大连海事大学;2012年
9 赵富强;基于PLS路径模型的顾客满意度测评研究[D];天津大学;2010年
10 陈为真;大型结构振动信号处理与模态参数识别研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张洪亮;有机化学品液体(及过冷液体)蒸气压定量构效预测模型的建立与验证[D];大连理工大学;2012年
2 王露璐;中国股市风险度量方法研究——VaR在中国股市风险度量中的应用[D];西南石油学院;2004年
3 汪维安;高墩大跨连续刚构桥的收缩徐变效应分析[D];长沙理工大学;2005年
4 王妮娜;决策支持系统中预测算法研究[D];武汉理工大学;2006年
5 白洋;急性胆囊炎预测模型的建立及超声诊断的ROC评价[D];吉林大学;2006年
6 曹炜;基于BP神经网络的城市交通流量预测与路口分析[D];昆明理工大学;2006年
7 王法中;基于神经网络的煤炭企业物流成本预测[D];山东科技大学;2007年
8 张翼飞;三种呼吸道传染病发病情况时间序列预测研究[D];第三军医大学;2008年
9 宋瑞生;花椰菜育种预测模型的研究与应用[D];河北农业大学;2003年
10 王庆荣;上海市水情中长期预测研究[D];河海大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026