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基于图谱和电子鼻技术的库尔勒香梨成熟度预测研究

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基于图谱和电子鼻技术的库尔勒香梨成熟度预测研究

作者：赵施师塔里木大学

学位级别：硕士

库尔勒香梨是南疆特色水果,对当地经济发展有重要影响。成熟度是影响水果收获品质的关键,传统破坏性评定方法用于其品质检测,有样本少和覆盖面小的缺点。因此,创新性农产品检测技术研究集中于非侵入性、无破坏性的成熟度品质指标的评估... 详细信息

库尔勒香梨是南疆特色水果,对当地经济发展有重要影响。成熟度是影响水果收获品质的关键,传统破坏性评定方法用于其品质检测,有样本少和覆盖面小的缺点。因此,创新性农产品检测技术研究集中于非侵入性、无破坏性的成熟度品质指标的评估。目前机器视觉、光谱技术和电子鼻技术已经用于农产品品质指标的评价,包含了可溶性固形物含量(Soluble Solid Content,SSC)、可滴定酸(Titratable acidity,TA)、硬度、外观缺陷等。本文利用库尔勒香梨成熟阶段表现出的光谱特征、机器视觉中的纹理特征和电子鼻参数结合SSC等指标建立成熟度评价模型,为库尔勒香梨成熟度提供客观、准确的评价,指导产业的科学发展。其内容及结果如下:(1)探究采摘成熟度对库尔勒香梨品质指标的影响。随着成熟度的提高,果实的SSC逐渐增加,而TA含量、脆度和含水率则逐渐降低。这表明果实在成熟过程中,糖分增加,酸度和水分含量和脆度则逐渐降低,这与果实的口感和风味密切相关。同时SSC增加后,原花青素含量、L*值、a*值、b*值也呈现出上升趋势,说明糖分的累积影响梨果表皮颜色变化,这与果实外观密切相关。(2)建立了基于可见/近红外(Visible and near infrared spectra,Vis-NIR)光谱的香梨SSC预测模型和成熟度判别模型。采集光谱数据后进行预处理和特征筛选,使用kennard stone(KS)算法将采集的数据划分为训练集和预测集,再对不同成熟度香梨的全波段和特征波段光谱分别建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型进行分类预测得到成熟度判别模型。结果表明标准化和一阶导数后的光谱结合竞争自适应加权算法(Competitive adaptive reweighted sampling,CARS)选择特征变量后建立的模型效果最佳,Rp为0.8246,RMSEP为0.6998°Brix。使用双向长短期记忆网络(Bidirectional long short term memory,Bi LSTM)算法和径向基神经网络(Radial basis function neural network,RBFNN)算法建立库尔勒香梨成熟度全波段和特征波段光谱数据判别模型,通过分类效果对比RBFNN模型的分类效果均优于Bi LSTM。相较于原始光谱数据使用特征数据建模准确率均有所提高,其中使用CARS挑选的光谱特征数据采用RBFNN建模判别准确率达到100%。(3)基于机器视觉技术的库尔勒香梨采摘成熟度预测。同态滤波技术对图像进行预处理,阈值划分将香梨与背景分割,强加权质心算法提取出质心部位作为感兴区域,灰度共生矩阵得到15个纹理特征参数。从数据结果显示香梨的纹理特征在不同时期呈现出明显变化,S1时期R通道数值更大呈现出更丰富的信息,后三个时期除对比度外依然是R通道信息更丰富,认为纹理特征可以作为成熟度的评价,建立不同成熟度香梨纹理的特征RBFNN判别模型,使用全部纹理特征时训练集准确率为70.6%,测试集准确率为68.5%,降维后消除了冗余信息训练集准确率为74.7%,测试集准确率为75%,准确率提高6.5%。(4)使用电子鼻技术定量测量库尔勒香梨挥发性物质,初步研究成熟度判别应用。顶空固相微萃取气质联用仪(HS-SPME-GC-MS)鉴定出49种库尔勒香梨可挥发性香气成分,主要香气成分为酯类和醛类,包括己酸乙酯、乙酸己酯、己醛和E-2-己烯醛,6种醛类占挥发性物质总量的7～18%,36种酯类占挥发性物质总量的46～57%,6种醇类占挥发性物质总量的15～22%。随着成熟度的增加使得酯类化合物占比逐渐增加,醛类和醇类化合物占比逐渐减少,经过电子鼻数据采集与处理,针对挥发性气体,采用RBFNN模型对库尔勒香梨成熟度进行判别,其训练集整体准确率为93.72%,测试集准确率为87.6%。通过PCA方法对特征值进行挑选并建模,其训练集准确率94.7%,测试集准确率提高为89.6%。

关键词：库尔勒香梨可见/近红外光谱机器视觉电子鼻成熟度

缓释肥配施有机肥对桃树根际土壤环境和生长发育、果实品质的影响

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缓释肥配施有机肥对桃树根际土壤环境和生长发育、果实品质的影响

作者：施会梅山东农业大学

学位级别：硕士

面向抗肿瘤的可协同光热/化疗纳米体系的构建及其药物控释行为

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3746-3755页

作者：黄润吴刘军施鸿棋顾英剑潘育松安徽理工大学材料科学与工程学院淮南232001 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院芜湖241003

传统治疗肿瘤的方式包括手术、放疗和化疗。手术治疗创伤大、易复发,放疗周期过长,尽管化疗被认为是消灭肿瘤细胞的首选但其存在着明显的毒副作用,长期化疗会严重影响患者的生存质量。因而,设计一种响应型功能载体实现抗肿瘤药物的高效... 详细信息

传统治疗肿瘤的方式包括手术、放疗和化疗。手术治疗创伤大、易复发,放疗周期过长,尽管化疗被认为是消灭肿瘤细胞的首选但其存在着明显的毒副作用,长期化疗会严重影响患者的生存质量。因而,设计一种响应型功能载体实现抗肿瘤药物的高效运输及协同抑瘤在临床上具有广阔的前景。本文以CuS为光热剂,采用溶剂热及去模板法在CuS表面包被上介孔二氧化硅(mSiO_(2)),借助mSiO_(2)的大比表面积制备出高负载盐酸阿霉素(DOX)的纳米药物体系CuS@mSiO_(2)-DOX。XRD、UV-vis、SEM、TEM及DLS结果证实成功的合成了颗粒尺寸约为300~400 nm的CuS@mSiO_(2)-DOX纳米体系,且DOX的负载效率可高达99.76%。CuS@mSiO_(2)-DOX在pH=5.5、45℃的条件下24 h时药物释放率达到63.44%,相比正常生理环境(pH=7.4、35℃)释放率提高了近20倍,呈现出明显的pH及温度响应释放特性。对纳米载药体系CuS@mSiO_(2)的光热性能及体外细胞毒性进行了测试,结果显示CuS@mSiO_(2)表现出良好的光热稳定性、光热转换效率达到31.67%,且对正常的人肝细胞(HL-7702)呈低毒性。CuS@mSiO_(2)纳米体系具有较好的生物相容性、良好的光热转换及载药性能,吸附DOX后体系表现出优异的pH及激光响应型药物控释性能,在联合光热-化疗协同抗肿瘤领域有望得到广泛应用。

关键词：生物医用材料肿瘤纳米体系光热化疗药物控释介孔二氧化硅 CuS

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经方四逆汤的临床应用概况

中华中医药学刊 2024年

作者：施钟政郭超峰广西中医药大学基础医学院广西中医药大学南宁

经方四逆汤是源自《伤寒论》的经典用方，由附子、干姜、炙甘草三味药组成。主治太阴少阴阳虚寒证。现代实验研究证明，四逆汤主要化学成分为乌头碱类、姜辣素类、三萜皂碱类和黄酮类四大类，具有抗改善心功能、抗氧化应激、抗心肌纤维... 详细信息

经方四逆汤是源自《伤寒论》的经典用方，由附子、干姜、炙甘草三味药组成。主治太阴少阴阳虚寒证。现代实验研究证明，四逆汤主要化学成分为乌头碱类、姜辣素类、三萜皂碱类和黄酮类四大类，具有抗改善心功能、抗氧化应激、抗心肌纤维化、改善血流动力学、抗动脉粥样硬化、增加免疫应答，抑制肿瘤生长、保护肾功能等作用。四逆汤疗效确切，应用广泛，临床上主要应用于心血管系统、呼吸系统、消化系统、内分泌系统、急危重症及肿瘤等疾患中。本文通过化学成分、药理作用及临床应用等三个方面对四逆汤的研究现状进行综述，以期为四逆汤及更多的古代经方的研究开发及临床应用提供借鉴价值。

关键词：经方四逆汤化学成分研究概况

北京服装学院服装设计专业毕业设计教学现状与优化策略研究

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装饰 2024年第6期 38-39页

作者：万岚李雨施北京服装学院服装艺术与工程学院

本文探讨了北京服装学院服装设计专业的毕业设计教学定位与组织情况,评估了该专业在教学实践、创新能力培养和学科交叉融合方面的现状与特点。文章首先界定了毕业设计教学的核心目标:培养学生的专业技能、创新思维和社会责任感。通过系... 详细信息

本文探讨了北京服装学院服装设计专业的毕业设计教学定位与组织情况,评估了该专业在教学实践、创新能力培养和学科交叉融合方面的现状与特点。文章首先界定了毕业设计教学的核心目标:培养学生的专业技能、创新思维和社会责任感。通过系统分析当前教学模式,揭示了服装设计专业在技术革新、市场需求变化和跨学科教育兴起等新环境下的机遇与挑战。文章提出了未来服装设计教育的发展方向,强调了数字技术、人工智能和可持续设计理念在教学中的应用。最后,本文提出了具体的策略和建议,以帮助北京服装学院进一步优化毕业设计教学,适应快速变化的行业需求和教育趋势。

关键词：北京服装学院服装设计教育毕业设计教学策略技术整合跨学科教育

基于改进离散模拟退火遗传算法的雷达网协同干扰资源分配模型

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 824-830页

作者：尧泽昆王超施庆展张少卿袁乃昌国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110035

针对分布式干扰机掩护目标突防雷达网背景下的干扰资源分配问题,提出了一种引入随机密钥的改进离散模拟退火遗传算法(improved discrete simulated annealing genetic algorithm,IDSA-GA)对资源分配过程进行优化。基于雷达网融合检测概... 详细信息

针对分布式干扰机掩护目标突防雷达网背景下的干扰资源分配问题,提出了一种引入随机密钥的改进离散模拟退火遗传算法(improved discrete simulated annealing genetic algorithm,IDSA-GA)对资源分配过程进行优化。基于雷达网融合检测概率构建干扰效果评估函数,利用IDSA-GA对函数寻优求解。IDSA-GA在模拟退火遗传算法(simulated annealing genetic algorithm,SA-GA)的基础上引入随机密钥,完成算法的离散化;并在迭代的过程中增加记忆功能,克服了过早收敛的现象。仿真结果表明,与GA相比,提出的IDSA-GA收敛迅速,寻优能力强,能有效解决干扰资源优化分配问题。

关键词：雷达网协同干扰资源分配模拟退火遗传算法随机密钥

高效降解盐酸四环素的CdS/BiOCl复合光催化剂的制备及性能

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材料导报 2024年第6期38卷 117-124页

作者：王海涛施宝旭赵晓旭常娜天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶... 详细信息

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶体均匀沉积在BiOCl的表面。荧光光谱分析数据表明CdS/BiOCl复合材料的电子-空穴分离效果得到有效提高,均优于纯BiOCl材料,且随着Cd(Ac)_(2)·2H_(2)O添加量的增加,复合材料的荧光光谱强度呈现先减弱后增强的现象。根据紫外可见漫反射光谱及XPS价带谱测试结果,计算出复合材料的价带与导带电位。以盐酸四环素作为模拟污染物评价光催化剂的活性,结果表明,CdS/BiOCl复合材料光催化活性更高,仅需经过5 min的可见光照射后,优选的CdS/BiOCl(CB-8)复合材料对盐酸四环素的去除率可达70.6%,为纯BiOCl的16.2倍。最终,根据XPS价带谱和活性物种捕获实验结果推测了CdS/BiOCl复合光催化剂的光催化反应机理。

关键词：光催化氯氧化铋硫化镉盐酸四环素异质结

基于改进ESKF的植保无人机时延位姿补偿算法

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 315-324页

作者：刘慧施志翔沈亚运储金城沈跃江苏大学电气信息工程学院镇江212013

为解决全球导航卫星系统和惯性测量单元融合时间不同步问题,提高植保无人机位姿估计精度,本文根据植保无人机大惯性、强振动的特性提出一种基于改进误差状态卡尔曼的时延位姿补偿算法。首先对名义状态变量线性预测,引入渐消因子提高强... 详细信息

为解决全球导航卫星系统和惯性测量单元融合时间不同步问题,提高植保无人机位姿估计精度,本文根据植保无人机大惯性、强振动的特性提出一种基于改进误差状态卡尔曼的时延位姿补偿算法。首先对名义状态变量线性预测,引入渐消因子提高强振动环境下的系统稳定性;接着采用互补滤波对角速度补偿,对姿态误差状态变量修正;最后结合测量的延迟时间,使用互补滤波外推数据,提高大惯性特性下的速度位置精度。实验结果表明,相较于误差状态卡尔曼算法,横滚角和俯仰角均方根误差减少0.2669°和0.2414°,偏航角均方根误差减少0.0764°;正常航迹植保作业下,东北天方向速度均方根误差减少0.2105、0.1849、0.2388 m/s;东北天方向位置均方根误差分别减少0.21、0.19、0.23 m,有效提高位姿估计精度。

关键词：植保无人机误差状态卡尔曼滤波延时补偿信息融合组合导航

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直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

仪器仪表学报 2024年第1期45卷 250-258页

作者：沈跃储金城沈亚运施志翔刘慧江苏大学电气信息工程学院镇江212013

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为... 详细信息

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。

关键词：植保无人机可倾转旋翼离心喷头模型自抗扰控制器

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