本文關鍵詞： 光譜分析 波長選擇 蟻群算法 VIP　出處：《浙江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：智能工廠與工業(yè)4.0已經(jīng)成為未來發(fā)展的戰(zhàn)略方向,對工業(yè)過程中產(chǎn)品中間參數(shù)及成品質量的檢測也需要智能化的解決方案。光譜分析方法主要通過光源照射形成的譜圖數(shù)據(jù)進行處理及建模分析,可以無損檢測樣品的目標屬性,同時還能實現(xiàn)在線分析,可操作性強,分析平臺的搭建也相對簡單,對優(yōu)化產(chǎn)品質量具有重要作用,是在線檢測領域的研究熱點。光譜分析方法的關鍵是配套的化學計量方法,本文研究了光譜分析中各個步驟的主流算法,主要研究了光譜波長篩選算法,提出了 PLS-VIP-ACO波長篩選新方法,該算法以蟻群算法為基礎,并針對蟻群算法的缺陷進行改進,將投影變量重要系數(shù)加入信息素更新操作,并根據(jù)PLS回歸系數(shù)判別波長貢獻率,理論上更優(yōu)于蟻群算法,并且在近紅外標準數(shù)據(jù)集上得到了驗證。在生物柴油調合油新能源領域,本文對拉曼光譜和近紅外光譜分析技術的應用進行了研究,在兩種光譜的波長篩選中應用了本文提出的波長選擇新方法PLS-VIP-ACO,簡化了分析模型,結果表明PLS-VIP-ACO波長選擇方法同樣適用于拉曼光譜和近紅外光譜。對本文的主要內容概括如下:1、全方位的閱讀調研光譜分析相關文獻,介紹了光譜分析作為一種快速、無損的分析技術的重要地位;詳細介紹了應用較為廣泛的近紅外光譜和拉曼光譜分析技術的理論基礎、優(yōu)勢劣勢、歷史發(fā)展和研究現(xiàn)狀;調研了特征波長篩選在光譜分析中的重要意義及波長選擇的研究現(xiàn)狀。2、主要介紹了光譜分析中涉及到的主流的化學計量方法。光譜分析的主要步驟有數(shù)據(jù)預處理、波長選擇和多元校正模型,涉及的化學計量方法也分為此三部分做了詳細的介紹。3、首先提出了 VIP-ACO算法,該方法基于蟻群算法,以投影變量重要性為信息素更新依據(jù),與全光譜建模和其他波長選擇方法相比提高了模型的精度,降低了模型的復雜性。接下來針對新算法VIP-ACO隨機性明顯的缺點,為區(qū)分每次迭代選中最優(yōu)波長組合里波長點的優(yōu)劣、防止隨機摻雜的無關波長點擾亂迭代結果,將VIP-ACO算法與偏最小二乘模型系數(shù)相結合(PLS-VIP-ACO),PLS-VIP-ACO算法表現(xiàn)出更優(yōu)異的建模結果。4、研究了光譜分析在生物柴油調合油調合比分析中的應用,在實驗室對光譜采集及檢測裝置進行仿真,對光譜數(shù)據(jù)進行建模分析得到預測結果。檢測模型建立步驟如下:異常樣本剔除,進行數(shù)據(jù)預處理;選擇了穩(wěn)定、簡單、模型預測效果好的PLSR做為建模方法;應用了本文提出的PLS-VIP-ACO波長選擇新方法,并與其他主流波長選擇方法進行對比,新方法效果最優(yōu),能夠使PLSR模型精度更高,同時復雜度更低。5、更全面的對生物柴油調合油比例分析進行了應用研究,采集了第四章中的生物柴油調合油樣本的近紅外光譜,也從預處理、定量模型建立、波長篩選三個步驟對近紅外光譜的分析方法做了研究,結果表明本文提出的PLS-VIP-ACO算法適用性普遍,在近紅外光譜數(shù)據(jù)集上也表現(xiàn)出了最優(yōu)的篩選效果,證明了 PLS-VIP-ACO算法在波長篩選應用中準確性和普適性。
[Abstract]:In this paper , a new method of spectral analysis is presented . The main steps of spectral analysis are as follows : 1 . A new method for spectral analysis is presented . The method is based on ant colony algorithm . The method is based on ant colony algorithm . The prediction result is obtained by modeling and analyzing the spectral data . The detection model is established as follows : the abnormal sample is removed , the data preprocessing is carried out ; the PLSR with stable , simple and good model prediction effect is selected as the modeling method ; and the method has the advantages of better accuracy and lower complexity compared with other mainstream wavelength selection methods .

【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP18;O433.4

【參考文獻】

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本文編號：1464534