基于奇異攝動技術(shù)的混合溶液光譜分析與建模研究.pdf

1、近紅外光譜技術(shù)作為在線檢測和控制的重要方式，可以對物質(zhì)成分進行快速的無損檢測，而光譜預(yù)處理技術(shù)和建模分析已經(jīng)成為物質(zhì)成分檢測的重要手段。本文通過將光譜預(yù)處理技術(shù)與偏最小二乘回歸分析方法相結(jié)合，對獲取的紅外譜圖建立校正模型，通過交叉驗證均方根誤差和校正集均方根誤差對模型進行評價，再通過殘差、決定系數(shù)和預(yù)測集均方根誤差來驗證模型的預(yù)測能力，以此為基礎(chǔ)對混合溶液紅外譜圖進行預(yù)處理和建模分析。
　　由于Savitzky-Golay預(yù)處理算

2、法具有只能處理奇數(shù)個數(shù)據(jù)點，參數(shù)選取多而且在邊界點處理上存在問題等一些缺點，本文設(shè)計了基于奇異攝動技術(shù)的光譜預(yù)處理新算法，主要包括高增益積分鏈?zhǔn)轿⒎制鞯脑O(shè)計和平滑與微分新算法的設(shè)計。高增益微分器的擾動項僅存在于最后一個微分方程中，噪聲信號通過每一層的積分作用就可以被充分抑制，這樣設(shè)計的線性動態(tài)跟蹤-微分系統(tǒng)，當(dāng)攝動參數(shù)的值足夠小的時候，信號x1(t）可以完全跟蹤輸入的光譜數(shù)據(jù)u(t)，運用基于逆泰勒級數(shù)的方法對系統(tǒng)參數(shù)的選取進行有效的優(yōu)

3、化。對于新設(shè)計的光譜平滑與求取一階導(dǎo)數(shù)的算法，當(dāng)攝動參數(shù)無限趨近于零時，信號x1(v)可以完全跟蹤并平滑光譜數(shù)據(jù)u(v)，x2(v)就是光譜信號的一階導(dǎo)數(shù)譜，這樣設(shè)計的預(yù)處理算法可以獲得信噪比更高的紅外光譜圖。
　　應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜儀對葡萄糖溶液和啤酒兩個數(shù)據(jù)集樣品的紅外光譜圖進行采集，分別利用Savitzky-Golay算法和攝動系統(tǒng)算法對采集得到的紅外光譜圖進行預(yù)處理，運用留一交叉驗證法并通過交叉驗證均方根誤差的大小確定