甘蔗清汁锤度近红外光谱分析组合波长的优选研究

论文摘要

采用近红外光谱分析技术和多元线性回归(MLR)、偏最小二乘法(PLS)、人工神经网络(ANN)等化学计量学方法,结合适当的光谱预处理手段,建立甘蔗清汁锤度的定量分析模型。按照预测效果优选光谱波段和特征波长组合,为甘蔗清汁小型近红外专用分析仪器的设计提供依据。首先采用主成分—马氏距离分析法剔除异常样品和相似样品,确定适当的校正样品集和预测样品集。然后分别采用相关系数法、移动窗口偏最小二乘法来优选甘蔗清汁锤度对应的光谱波段组合,在已经优选出的两个波段中进一步挑选5个组合波长来建立定量分析模型。从众多的组合中按照预测的效果来优选。分别采用MLR、PLS、ANN三种方法来实现上述过程,便于对比分析,其中5个波长的组合分别采用了离散组合和等间隔组合两种方式。结果表明,主成分—马氏距离法可以有效地分析异常样品和相似样品;相关系数法可以很好地优选用于定量分析模型的光谱波段组合;采用5个波长组合(离散、等间隔方式均可)所建立的定量分析模型与用全谱(400—2500nm)所建立的模型的预测效果相近,这样降低了模型的复杂性,所确定的5个波长组合为分立波长小型近红外甘蔗清汁专用分析仪器的设计提供重要依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 近红外光谱技术的发展
• 1.2 近红外光谱分析技术的应用
• 1.3 近红外光谱分析技术的基本方法
• 1.4 近红外光谱分析技术的特点
• 1.5 制糖工业中清汁锤度测量的现状
• 1.6 本课题研究意义
• 1.7 本论文的主要内容
• 第二章 近红外光谱分析技术
• 2.1 近红外光谱的理论基础
• 2.2 近红外光谱预处理技术
• 2.3 现代光谱分析中常用的化学计量学方法
• 2.4 近红外数学模型的评价
• 2.5 小结
• 第三章 甘蔗清汁近红外分析的波段优选
• 3.1 样品分析
• 3.2 相关系数法
• 3.3 移动窗口偏最小二乘回归法
• 3.4 两种优选方法的比较
• 3.5 小结
• 第四章 甘蔗清汁近红外分析的组合波长优选
• 4.1 离散组合波长的优选
• 4.2 等间隔组合波长的优选
• 第五章 总结
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢