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1.
为进一步提高FTIR光谱法实现特征吸收光谱严重重叠的甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷以及正戊烷七组分混合气体定量分析的精度和速度,提出一种核偏最小二乘(Kernel Partial Least square,KPLS)特征提取耦合支持向量回归机(Support Vector Regression Machine,SVR)的红外光谱定量分析新方法.首先采用KPLS方法对上述七组分混合气体的FTIR光谱进行特征提取,然后将特征提取得到的特征组分作为SVR的输入建立混合气体的定量分析模型.对标准混合气体进行定量分析的结果显示:KPLS-SVR模型的预测精度高于未进行特征提取SVR模型预测的精度,同时预测时间也减少了一半.研究表明,KPLS法可以很好地提取隐含在混合气体FTIR光谱数据与其组分浓度之间的非线性特征并有效地消除光谱数据噪声,大幅度降低数据维数,与SVR耦合可以提高红外光谱分析的精度和速度,是一种有效的红外光谱定量分析方法.  相似文献
2.
光谱分析中Elastic Net变量选择与降维方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
在利用红外光谱进行多组分混合气体定量分析建模中,须根据各目标气体成分的光谱特点进行光谱维数降维和特征变量选择。以甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷等7种气体为分析目标,采用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)与弹性网络(ElasticNet)方法进行目标气体数据预处理。针对LASSO和Elastic Net方法参数优化选择的问题,采用均方误差和预测偏差最小两个准则进行参数的优化选取。对4cm-1的实测光谱数据,采用LASSO和ElasticNet方法分别在0.0019和0.0021均方误差条件下使得维度从2542维分别降为2维和3维,LASSO的交叉灵敏度最大和最小为10.2718%和1.4205%,ElasticNet分别为5.4945%和0.7493%。结果表明:Elastic Net在用于光谱定量分析的数据预处理中具有一定的优势,为准确建立定量分析模型奠定了基础。  相似文献
3.
探测器数学模型是探测器实施精确探测的基础。通过分析探测器光路建立了一个较为完整的四像限光电探测器的光路数学模型.考虑了探测器在安装过程中发生的偏移位置及其偏移量、光敏面的离焦量、探测器结构参数等对光信号到电信号的转换的影响。在建立俯仰偏移、横滚偏移和方位偏移三种特定情况下探测器模型的基础上.给出了探测器的三自由度安装位置、光敏面的离焦量、光信号等与输出信号的一般关系式。比较在给定相同光路参数条件下探测器光路数学模型的理论输出信号波形与实测输出信号波形,结果表明,两者信号波形相似。比较模型输出与实际输出信号的两个特征参数.即信号过零点的切线的斜率与截距,可以发现,特征参数的差别小于0.01,因此。四像限光电探测器数学模型的输入输出关系与探测器实际输入输出关系是一致的,可以用该模型实施探测器探测。这为光电探测器进一步的研究与应用.实现无实验样本探测提供了参考。  相似文献
4.
讨论了探测器的观测空间转换问题。介绍了一种用神经网络建立的从电信号特征参数到光路参数的光路反模型的方法。根据四像限光电探测器的两路输出信号在过零点附近时间段的逼近直线的斜率和截距与光电探测器的三自由度安装位置,以及探测器光敏面的离焦量的特殊关系,建立了称之为模型1的四像限光电探测器光路逆模型。同时以探测器特定时刻输出电压作为观测量,建立了称之为模型2的探测器光路逆模型。并以探测器光敏面的离焦量为例,给出了两个模型的实测值和模型1的重复性测试值。重复性测试值表明,模型1的最大重复测试误差只有O.015mm。实测结果证明,模型1的检测精度可以达到微米级,而用探测器特定时刻输出电压建立的逆模型的检测精度只能达到毫米级,这证明用探测器输出信号过零点附近时间段的逼近直线参数作为观测信号优于用输出信号特定时刻电压作为观测信号。  相似文献
5.
针对混合气体红外光谱在应用现场基线漂移和畸变、基线校正方法Rubberband方法中分段数量的选择不确定等问题进行探讨,通过遍历的形式筛选出针对烃类气体在中红外波段、波数分辨率为4 cm-1的情况下,优选出分段数量在50~120之间、基线点的曲线拟合方法选择分段三次Hermite插值方法时,其基线估计和校正的效果较为理想。同时针对Rubberband方法易将吸收点误判为基线点的问题,使用中位数和偏离度首先剔除分段内的明显吸收点,然后将剩余谱线点采用偏最小二乘方法设定一定的阈值范围进行基线点的筛选,筛选出的基线点在整个波段采用分段三次Hermite插值方法进行基线的估计。从实测的光谱基线校正效果来看,提出的算法使用简单,并适合于在线连续分析的应用场合。  相似文献
6.
通过对基于四像限光电探测器的对准系统的光路分析,将系统的输入输出关系的确定转化为平面光照面积的计算,并给出了探测器各像限光照面积的求取方法,从而构建了该系统的数学模型.对该系统进行了仿真,并给出了系统的实测结果.仿真结果表明,通过设置不同的米字型标记参数,系统的输入输出关系具有不同的线性度.证明的确存在一个最佳结构参数组合,存在优化的可能.实测结果表明,该系统的最大对准偏差小于2 ,实测偏差小于2.佐证了模型的正确性,表明四像限光电探测器的对准应用可扩展到微量位移的测量.模型省去了繁杂的标定工作,消除了标定引入的非线性误差,提高了探测器的应用效率和准确度,因此具有较高的实际意义.  相似文献
7.
为了提高分析模型的效率与性能,提出了一种基于变量稳定性与集群分析相结合(VSPA)的波长选择方法。该算法将变量分为样本空间与变量空间,在样本空间里计算变量的稳定性,根据稳定性值,利用加权自举采样技术将变量划分为有用变量与无用变量;在变量空间中,统计每个变量出现的频率,利用指数衰减函数在无用变量中去掉变量频率较低的变量。将算法应用在近红外光谱玉米数据集中来预测玉米中淀粉的含量,其预测集均方根(RMSEP)与相关系数(Rp)分别为0.0409和0.9974,筛选后的特征变量仅为原始光谱数据的2.7%,说明提出的变量选择方法能够提高模型的运算效率与预测能力,是一种有效的变量选择方法。  相似文献
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