中藥在線近紅外質(zhì)量分析中的化學(xué)計(jì)量學(xué)算法研究及應(yīng)用.pdf

1、中藥材成分復(fù)雜性、批次間存在較大差異等因素嚴(yán)重影響了中藥產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性和均一性。為了有效解決這一問題,則必須實(shí)現(xiàn)對藥物體系中化學(xué)成分的直接控制。以在線近紅外光譜儀為核心設(shè)備,對中藥生產(chǎn)過程進(jìn)行在線檢測和控制,可有效保證生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,質(zhì)量可控。
　　化學(xué)計(jì)量學(xué)是中藥在線近紅外質(zhì)量分析與智能控制中的核心技術(shù),其算法性能和計(jì)算速度是其核心指標(biāo)。本文的研究圍繞這兩個核心問題及其應(yīng)用展開,具體工作如下:
　　在化學(xué)計(jì)量學(xué)理論和算法層

2、面,探索利用非線性的流形學(xué)習(xí)算法提高算法性能,將Kernel Isomap與PLS相結(jié)合提出了Kernel Isomap-PLS算法,將其應(yīng)用于建立血府逐瘀口服液的提取過程中羥基紅花素-A與甘草酸銨的校正模型,效果較好;對Kernel Isomap算法中的鄰域圖的歐氏距離賦以權(quán)值,提出了WKIsomap算法,并進(jìn)一步提出用于近紅外光譜建模分析的WKIsomap-PLS算法。在標(biāo)準(zhǔn)谷物數(shù)據(jù)集上進(jìn)行測試,WKIs-omap-PLS建模方法建

3、模效果優(yōu)于其它方法。在血府逐瘀口服液的提取過程中應(yīng)用該算法,建立羥基紅花素-A與甘草酸銨的校正模型,取得了較好效果。
　　在化學(xué)計(jì)算學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用層面,提出并實(shí)現(xiàn)了偏最小二乘(PLS)算法的并行計(jì)算方法,并以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)開發(fā)了一套化學(xué)計(jì)量學(xué)建模軟件,與現(xiàn)有技術(shù)比較,可以大幅提高建模速度?，F(xiàn)有的化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件普遍建模優(yōu)化速度慢,其主要原因是建模優(yōu)化過程基于單線程進(jìn)行設(shè)計(jì),沒有充分利用多核芯資源。針對建模用計(jì)算機(jī)多為高端多核芯計(jì)算

4、機(jī)的現(xiàn)狀,提出采用并行計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)偏最小二乘(PLS)算法,并編程實(shí)現(xiàn)。以此為基礎(chǔ),開發(fā)完成了一整套化學(xué)計(jì)量學(xué)建模軟件THUNIR。此外,考慮到光譜預(yù)處理和波長選擇算法對建模結(jié)果和建模速度具有重要影響,本文實(shí)現(xiàn)了Filter和Warpper兩大類多種波長選擇算法,并對各算法進(jìn)行了對比研究,方便用戶根據(jù)按需選擇。
　　針對吉林敖東吉林敖東藥業(yè)集團(tuán)有限公司中藥質(zhì)量NIR光譜在線檢測及智能控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)需求分析,探討將數(shù)據(jù)庫技術(shù)用于