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应用多种近红外建模方法分析梨的坚实度

光谱学与光谱分析 2007年第5期27卷 911-915页

作者：傅霞萍应义斌陆辉山于海燕徐惠荣浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029

近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)技术是一种快速、无损的仪器分析方法,在农产品品质检测方面引起了广泛的关注,在近红外光谱信息和品质指标之间建立一个稳健的模型是近红外光谱分析中十分重要且有一定难度的过程,常见的多... 详细信息

近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)技术是一种快速、无损的仪器分析方法,在农产品品质检测方面引起了广泛的关注,在近红外光谱信息和品质指标之间建立一个稳健的模型是近红外光谱分析中十分重要且有一定难度的过程,常见的多元校正方法有偏最小二乘回归(PLSR)、主成分回归(PCR)和逐步多元线性回归(SMLR)等,该研究中除了常用的线性方法外,还采用了一种结合非线性方法的组合算法[结合了SMLR和径向基神经网络(RBFN)]用于梨坚实度的近红外光谱检测。比较常用的线性建模方法,原始光谱的PLSR模型的得到了较好的结果校正集相关系数r=0.87,校正均方根误差RMSEC=3.88N,预测集r=0.84,预测均方根误差RMSEP=4.26N;组合算法的建模结果比SMLR和PCR的结果好,但比PLSR的结果稍差校正集r=0.85,RMSEC=4.15N,预测集r=0.82,RMSEP=4.67N。结果表明NIRS可用于梨的坚实度检测,但是建模方法的选择值得进一步研究以提高预测的精度。

关键词： NIRS 多元建模方法坚实度梨

红外热成像下多变量蛋鸡体温预测模型的建立与分析

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黑龙江畜牧兽医 2022年第9期 11-17,140页

作者：李沛陆辉山王福杰赵守耀王宁中北大学机械工程学院太原030051

为了探究蛋鸡红外温度和真实温度之间的关系,通过增加解释变量来提高预测模型对两者关系的解释程度,并且消除解释变量之间的共线性,提高预测模型的准确率,试验将红外热成像仪拍摄的蛋鸡红外图像划分为若干感兴趣区域,并且将感兴趣区域... 详细信息

为了探究蛋鸡红外温度和真实温度之间的关系,通过增加解释变量来提高预测模型对两者关系的解释程度,并且消除解释变量之间的共线性,提高预测模型的准确率,试验将红外热成像仪拍摄的蛋鸡红外图像划分为若干感兴趣区域,并且将感兴趣区域的红外温度和环境温度作为反演模型的解释变量,蛋鸡翼下温度作为因变量,建立多元线性回归的蛋鸡体温预测模型;同时,利用岭回归模型对预测模型进行优化,并且在相同的测试集上,与BP神经网络架构下的预测模型进行对比,分析不同模型下的平均相对误差。结果表明:多元线性回归模型的平均相对误差为1.06%,岭回归模型的平均相对误差为0.71%,BP神经网络模型的平均相对误差为0.28%。在蛋鸡体温处于41~42℃时,三种模型在误差允许的范围内都能准确预测出蛋鸡真实体温;在蛋鸡体温超出42℃时,岭回归模型和BP神经网络模型的误差大多分布在0~1%之间,满足精度要求,其中BP神经网络模型的预测准确率最好,而多元线性回归模型与真实温度相差较大,无法准确预测蛋鸡真实体温。说明与多元线性回归模型相比,岭回归模型和BP神经网络模型可以消除解释变量之间的共线性,提高模型的稳定性,使预测结果更加准确。

关键词：育成期蛋鸡多重共线性岭回归模型温度预测模型 BP神经网络模型多元线性回归模型

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基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

科学技术与工程 2022年第3期22卷 1085-1090页

作者：陆辉山王宁卫红梅赵守耀李沛中北大学机械工程学院太原030051

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多目标粒子群算法的数学模型。由多目标粒子群算法计算得到热阻与压... 详细信息

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多目标粒子群算法的数学模型。由多目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用K-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对比,评价其综合性能。结果表明:响应曲面法拟合的热阻函数的相关系数R^(2)分别为0.9981、0.9961均接近1,模型准确度高,点3与点0的仿真结果对比表明经过多目标粒子群算法优化后的通道的温度分布更加均匀,最高温度更低,压降更低,综合性能更优。可见该种方法可以提供一定工况范围内的优化解集,提升微通道的综合性能。

关键词：微通道响应曲面法多目标粒子群算法结构优化

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融合插点和跳跃点改进A*算法的路径规划

科学技术与工程 2023年第24期23卷 10387-10393页

作者：陆辉山张燕飞王福杰于婷崔纪权中北大学机械工程学院太原030051

为了解决传统A*算法在路径规划中存在的一些问题,提出了一种融合插值点跳跃搜索路径算法来改进A*算法。在对栅格环境图中具有特殊意义的多组数据进行预处理后,通过起始点和目标点确定目标函数,并搜索出一条最优路径。利用MATLAB软件平台... 详细信息

为了解决传统A*算法在路径规划中存在的一些问题,提出了一种融合插值点跳跃搜索路径算法来改进A*算法。在对栅格环境图中具有特殊意义的多组数据进行预处理后,通过起始点和目标点确定目标函数,并搜索出一条最优路径。利用MATLAB软件平台对8组规格不同的环境地图进行了路径规划仿真。实验结果表明:改进后的算法可以减少计算时间、搜索节点数量、内存占用和搜索路径长度。可见改进后的算法在搜寻最佳路径方面的效率更高。

关键词：路径规划插点跳跃点搜索(JPS)算法跳跃点 A*算法

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水果坚实度的近红外光谱检测分析试验研究

光谱学与光谱分析 2006年第6期26卷 1038-1041页

作者：傅霞萍应义斌刘燕德陆辉山浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029

应用傅里叶漫反射近红外光谱技术探讨了水果坚实度无损检测的方法。利用偏最小二乘法建立了坚实度与漫反射光谱的无损检测数学模型，同时对不同光谱预处理方法和不同建模波段范围对模型的预测性能进行了对比分析。结果表明：利用傅里叶... 详细信息

应用傅里叶漫反射近红外光谱技术探讨了水果坚实度无损检测的方法。利用偏最小二乘法建立了坚实度与漫反射光谱的无损检测数学模型，同时对不同光谱预处理方法和不同建模波段范围对模型的预测性能进行了对比分析。结果表明：利用傅里叶变换光谱仪采集的原始光谱的平滑预处理对结果并没有太大影响；原始光谱在800-2500nm范围的模型得到了最好的预测结果：校正集样本的相关系数r为0．869，校正均方根误差RMSEC为3．88N；预测集样本的相关系数r为0．840，预测均方根误差RMSEP为4．26N。通过本研究得出：应用近红外漫反射光谱检测水果坚实度是可行的，为今后快速无损评价水果成熟度提供了理论依据。

关键词：近红外光谱漫反射坚实度水果梨

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丘陵山区集雨微灌规划设计专家系统的研究

丘陵山区集雨微灌规划设计专家系统的研究

作者：陆辉山山西农业大学

学位级别：硕士

“丘陵山区截流蓄水灌溉工程试验示范”研究课题，是山西省归国留学人员项目，已取得很多阶段性成果，建设和完成了多种模式的集雨节水灌溉试验示范区。本文应用了Visual Basic 6.0的可视化计算编程语言研究开发了丘陵山区集雨微灌工程... 详细信息

“丘陵山区截流蓄水灌溉工程试验示范”研究课题，是山西省归国留学人员项目，已取得很多阶段性成果，建设和完成了多种模式的集雨节水灌溉试验示范区。本文应用了Visual Basic 6.0的可视化计算编程语言研究开发了丘陵山区集雨微灌工程规划专家系统。该系统集成了Visual Basic、Visual C++、AutoCAD、Microsoft Excel、Microsoft Access等应用软件，充分利用了VB和VC的可视化编程、CAD绘图、Excel电子表格、Access数据库等相应特点，并结合雨水集蓄条件下微灌系统规划设计要求，实现了微灌工程规划设计的自动化。系统功能包括了管道的规划布置、管网的水力计算、水泵及配套电机的选择、工程规划图及管系结构图的绘制、设备与概算表和报表的自动生成等。在系统优化方面，单独作为一个模块用VC++实现，本文首次提出了以包括管网、灌水器、水泵、电机等设备在内的微灌系统的益本比最大为目标函数，利用遗传算法求解的方法。文章对专家系统的开发环境、系统结构及功能特点等作了简要说明。最后应用本系统对山西省临县城庄乡明旺塔村丘陵山区截流蓄水灌溉工程试验示范节水灌溉试验示范区的果树滴灌灌区进行规划设计，方便快捷地获得了该滴灌系统比较合理计算结果、规划和管系结构图、概算表等，明显提高了设计的效率，设计过程具有较高的参考性与实用性。

关键词：滴灌专家系统遗传算法程序开发

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水果糖酸度品质实时检测装置的设计

江苏农业科学 2014年第10期42卷 289-291页

作者：陆辉山张林中北大学机械与动力工程学院山西太原030051 商洛学院电子信息与电气工程学院陕西商洛726000

采用近红外光谱分析技术对水果糖酸度检测装置进行研究,主要设计了水果传输模块、光照模块、光谱采集模块和数据分析处理模块,再以福建早桔作为试验样本对系统进行验证。结果表明,采用近红外漫反射光谱分析技术实现对水果糖酸度的实时... 详细信息

采用近红外光谱分析技术对水果糖酸度检测装置进行研究,主要设计了水果传输模块、光照模块、光谱采集模块和数据分析处理模块,再以福建早桔作为试验样本对系统进行验证。结果表明,采用近红外漫反射光谱分析技术实现对水果糖酸度的实时检测是可行的,且采用多元散色校正(MSC)的光谱预处理方法对水果漫反射光谱进行预处理后建立的模型最优,模型具有良好的预测精度和预测稳定性。

关键词：水果糖酸度实时检测装置近红外漫反射多元散色校正精度稳定性

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一种近红外光谱水果内部品质自动检测系统

浙江大学学报（工学版） 2006年第1期40卷 53-56页

作者：刘燕德应义斌傅霞萍陆辉山浙江大学生物系统工程与食品科学学院

基于傅里叶变换近红外漫反射光谱技术探讨了水果内部品质快速自动检测的新方法.建立水果的内部品质自动检测系统由光源、迈克尔逊干涉仪、近红外漫反射光纤探头组件、铟镓砷检测器、数据采集卡和水果样品室等部件组成.利用该系统对不同... 详细信息

基于傅里叶变换近红外漫反射光谱技术探讨了水果内部品质快速自动检测的新方法.建立水果的内部品质自动检测系统由光源、迈克尔逊干涉仪、近红外漫反射光纤探头组件、铟镓砷检测器、数据采集卡和水果样品室等部件组成.利用该系统对不同采收期雪青梨糖度和总酸度进行了自动检测试验并结合多元校正算法偏最小二乘法,建立了雪青梨漫反射光谱与其内部糖度、酸度的相关关系.试验结果为:定标误差分别为0.25%、0.02%,预测误差分别为0.32%、0.02%.经研究表明,该自动检测系统可以直接用于水果内部品质的快速定量分析.

关键词：自动检测近红外光谱光纤探头数据采集卡水果

基于响应面法的25钢数控车削工艺参数多目标优化

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工具技术 2023年第4期57卷 28-34页

作者：张燕飞陆辉山刘永姜于婷王福杰崔纪权王栋中北大学机械工程学院中北大学先进制造技术山西省重点实验室

基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110... 详细信息

基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.5mm;对应的切削力为165.95N,表面粗糙度为0.918μm,加工时间为5.44s;研究结果对基于数控车削工艺技术的参数优化有一定的参考价值。

关键词：数控车削响应面法工艺参数多目标优化