基于独立元分析的制浆造纸废水处理过程故障检测

为及时、准确地做出故障诊断,本课题采用独立元分析（ICA）和主成分分析（PCA）两种常用的多元统计分析方法对制浆造纸废水处理过程中的传感器故障进行检测并对诊断效果进行对比。结果表明,对于制浆造纸废水数据中偏移和漂移两种故障,ICA模型的故障检测率分别为24%与54%,PCA模型的故障检测率分别为14%和42%,ICA模型的两种故障检测率均高于PCA模型,但是两种模型均无法达到满意的检测效果;对于完全失效故障,ICA和PCA模型的故障检测率均达到100%。     

造纸废水处理过程微小故障检测方法研究

微小故障的检测是过程监测领域的一个重要研究方向。传统的多元统计过程监测方法无法对过程微小故障进行有效监控。本课题将多元累积和控制(CUSUM)方法及多元指数加权移动平均(EWMA)方法分别与主成分分析(PCA)相结合用于造纸废水处理过程中微小故障的过程监测。研究结果证实了多元累积和控制方法和多元指数加权移动平均方法的有效性。     

基于自编码器和PCA的滚筒烘丝机多块过程监测方法

鉴于滚筒烘丝干燥过程的多变量、强耦合、非线性的复杂特征,而传统主成分分析(PCA)过程监测方法不具有非线性表达能力及全局建模无法精确检测故障的问题,提出自动编码器特征提取和多块主成分分析联合驱动的多块建模方法。首先,依据叶丝干燥工作原理对变量进行分块,以突出过程局部特征;其次,使用自编码器提取每个子块的非线性特征;再次,分别建立相应的PCA监测模型;最后,通过贝叶斯推理对多个子空间的监测结果进行融合决策。以两个实际叶丝干燥案例进行验证,结果表明：该方法的报警率分别高达91.67%和98.21%,相比传统PCA和AE-PCA检测方法,该方法能准确揭示并表征干燥过程的整体运行状态及局部特征信息,提高对滚筒叶丝干燥生产过程的异常检测精度,实现对质量异常情况的准确报警,有利于保证滚筒叶丝干燥过程的稳定生产。     

基于PCA模型的食品高温杀菌过程故障诊断技术研究

针对食品高温杀菌这类典型的工业生产过程,运用主元分析(principal component analysis, PCA)模型进行了故障检测与诊断的研究。讨论了基于PCA模型的故障检测与诊断理论的几个主要方面和实现技术,建立了火腿肠高温杀茵锅生产过程的PCA模型,进行了3种典型的生产故障的诊断与分析。结果表明,该方法对过程故障能实现有效的检测与诊断。     

玉米品种图像识别中的影响因素研究

为了研究玉米品种图像识别中的关键影响因素,搭建了一套基于PCA和ICA特征提取和支持向量机(SVM)分类算法的玉米品种识别系统,采用扫描仪获得了11个品种每个品种50粒图像,基于图像的像素特征和统计特征,分别研究了主分量分析(PCA)和独立分量分析(ICA)的特征提取和特征优化方法,并进一步考察了支持向量机(SVM)模式分类过程中的关键参数优化问题.试验结果表明,对11个品种550个籽粒的品种最高检出率为97.17％,在同样的情况下ICA优化的特征较PCA优化的特征识别率能提高3％左右,适当选择统计特征比使用像素特征识别率提高约10％,另外SVM参数影响到识别效果,但整体影响不大.本方法与结论对玉米种子纯度和品种真实性检验具有积极意义.     

基于支持向量机的造纸废水处理过程故障诊断

故障检测和故障诊断是工业过程监控的主要内容。针对造纸废水处理过程的多变量、非线性、大时变等特点,本课题首先采用主成分分析（PCA）对故障进行检测,然后分别采用马氏距离判别分析和支持向量机(SVM)对偏移、漂移和精度下降3种故障类型进行故障诊断。计算结果表明,基于主成分分析的故障检测率达97.50%;基于支持向量机故障诊断方法的故障分离能力为90.00%,而基于马氏距离判别分析方法的故障分离能力为73.75%。相比基于马氏距离判别分析的故障诊断方法,基于支持向量机的故障诊断方法更适合于非线性时变的造纸废水处理过程。     

基于相对变化分析的多模态卷烟制叶丝段故障监测

为解决卷烟制叶丝段中采用传统单变量统计过程控制方法故障监测效果欠佳等问题,通过对制叶丝段关键设备的运行特性分析,提出了一种基于相对变化分析的故障监测方法。该方法采用属性展开方式将具有批次、时间和属性特点的三维数据展开成二维数据,采用主元分析方法进行参考模态的统计建模和故障监测,根据备选模态的潜在过程波动以及与参考模态的相对变化,将参考模态监测模型的主元子空间和残差子空间分别进行分解,在分解后的4 个子空间中进行备选模态的统计建模和故障监测。基于设备实际运行数据进行离线验证,结果表明:与彩虹图、过程能力指数等传统故障监测方法相比,该方法能更深入地揭示不同模态、不同批次间的过程变量动态性以及变量间关联关系的变化,可以及时、有效地检测出设备故障。      

基于多元统计分析的造纸废水处理过程传感器故障检测

基于数据驱动的多元统计分析方法在化工过程故障检测领域具有广泛的应用。本文将多元统计分析中最基本的主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法(PLS)应用到造纸废水处理过程的故障检测。为了对比故障检测效果,在入水化学需氧量、pH和出水悬浮固形物三个变量上归纳出了四种传感器故障类型。计算结果表明:对于在入水化学需氧量上的偏移故障类型,PCA的故障检测率要大于PLS;对于在pH上的漂移和精度下降这两种故障类型,PLS的故障检测率大于PCA;对于在出水悬浮固形物上的完全失效故障类型,PCA方法的故障检测率为100%,而PLS方法的故障检测率为0。     

造纸过程的统计过程监视

根据现实过程测量数据的时序相关特点,提出了一种动志主元分析方法,通过对造纸过程模型的仿真计算,分析了过程滞后对统计过程监规中主元分析性能的影响;并给出了旨在消除这些影响的过程监视方案,对造纸过程异常检测的仿真研究．验证了该方案的有效性。     

超高速小盒包装机多工况过程故障监测与诊断方法

为解决超高速小盒包装机中采用传统数据报表和人工目测等方式进行设备状态监测,无法满足高效卷烟生产等问题,通过运行特性分析,提出了一种基于工况划分和模型匹配的超高速小盒包装机故障监测与诊断方法。离线建模阶段,计算滑动时间窗口内的稳定度因子以识别稳定工况和过渡工况,采用自适应k-means聚类方法对稳定工况数据进行划分形成若干个稳定工况数据类,再利用主元分析方法对每类稳定工况数据建立统计监测模型。在线监测阶段,根据当前滑动窗口内的稳定度因子判断工况类型,若为过渡工况,则将监测统计量赋值为0;若为稳定工况,计算当前有效数据与各个聚类中心的欧式距离,获得匹配的PCA(Principal Component Analysis)监测模型进行实时监测,任一统计量超限时采用贡献图分离故障原因变量。基于设备实际运行数据进行离线验证,结果表明:该方法能够适应超高速小盒包装机的运行工况变化,及时检测出设备故障并有效分离出故障原因变量,提高了小盒包装机多工况过程的故障监测与诊断水平。     

基于主成分及聚类分析的不同产地红枣功能成分品质分析

目的 比较不同产地的红枣功能成分品质差异。方法 选取新疆不同产地的12个红枣原料,对其多酚、总糖、总黄酮、皂甙、环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)和维生素C含量进行测定,通过主成分分析和聚类分析对红枣功能成分的品质进行综合评价。结果 多酚含量排名前3的红枣产地分别是伊吾县、和田县和沙雅县,总糖含量排名前3的红枣产地分别是伊吾县、若羌县和莎车县,总黄酮含量排名前3的红枣产地分别是伊吾县、巴楚县和沙雅县,皂苷含量排名前3的红枣产地分别是麦盖提县、莎车县和轮台县, cAMP含量排名前3的红枣产地分别是沙雅县、麦盖提县和疏勒县,维生素C含量排名前3的红枣产地分别是疏勒县、图木舒克市和阿拉尔市。红枣功能成分指标评价可简化为4个主成分,累积方差贡献率达到92.359%。根据功能成分的综合得分,功能成分综合品质排名前3的红枣产地是伊吾县、沙雅县、麦盖提县。当欧氏距离为15时, 12个产地红枣按功能成分可以分为三类。结论 基于主成分分析和聚类分析的分析方法简便、科学、有效,可用于分析不同产地红枣品质。     

中国白酒香型的化学模式识别(Ⅰ)--主成分分析和因子分析

以４６种白酒为样本，并以每一样本的乙酸乙酯，己酸乙酯等１７种香味成分的气相色谱、气质联用定性定量分析数据和感官评价为指标，分别用主成分分析法和因子分析法研究了影响白酒香型的主要因素。通过对这两种分析方法及其分析结果的比较，文中最终选定主因子分析法为降维的最佳方法。从统计学的观点来看。分析结果是令人满意的。     

甜瓜营养品质分析及其代表性指标探究

在分析获得甜瓜中18项营养品质指标数据基础上,通过主成分分析,对甜瓜品质代表性指标进行研究筛选,再借助聚类分析方法,探讨13种不同品种甜瓜的营养品质特点。结果显示:18项指标中灰分、脂肪、V_(B1)、烟酸、酒石酸、蔗糖、总糖、可溶性固形物、总酸在对应主成分中的载荷值相对较高,能较好地反映数据整体变异情况;受试13种甜瓜大致可聚为两类,第1类以86、杂交伽师瓜为代表;第2类以伽师瓜、西州蜜25号为代表。综上所述:灰分、脂肪、V_(B1)、烟酸、酒石酸、蔗糖、总糖、可溶性固形物、总酸可作为甜瓜品质特点的代表性表征指标;以86、杂交伽师瓜为代表的一类甜瓜具有灰分、V_(B1)、烟酸、酒石酸、蔗糖、总糖、可溶性固形物含量相对丰富的特点;以伽师瓜、西州蜜25号为代表的一类甜瓜具有脂肪和总酸含量相对丰富的特点。     

GC-IMS分析典型浓香型白酒挥发性成分差异

以五粮液、泸州老窖、剑南春、洋河、中华杜康、古井贡酒等8种典型浓香型白酒为试样,采用气相色谱-离子迁移谱（GC-IMS）技术分析白酒中挥发性物质成分,同时采用指纹图谱、动态主成分分析（DPCA）和欧氏距离对样品进行鉴别。结果表明,样品中共检测出挥发性成分34种,其中酯类17种,醛类7种,醇类6种,酮类2种,酸类1种和吡嗪类1种;指纹图谱结果表明,不同样品中均检出己酸乙酯、戊酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸丁酯等物质,其中己酸乙酯为浓香型白酒的标志性挥发性成分,不同样品其他挥发性物质成分存在特征差异,五粮液酒样中挥发性物质成分在种类和含量上最突出;DPCA和欧氏距离结果表明,该方法能区分不同类型浓香型白酒特征挥发性成分。     

Analysis of key aroma components in cider from Shaanxi (China) Fuji apple

Aroma components play an important role in the quality of cider. To understand the contribution of every component to cider aroma quality, major aroma components present in ten ciders processed with different technological methods with different yeasts and apple orchards were determined by Headspace-solid phase microextraction–gas chromatography–mass spectrometry and internal standard method. Experimental results by principal component analysis indicated that ethyl acetate, acetic acid isobutylester, isopentylacohol acetate, ethyl caprylate, ethyl 4-hydroxybutanoate, isopentylalcohol, 3,4,5-trimethyl-4-heptanol, nonyl alcohol, 3-methylthio-1-propanol serve as the key aroma components in cider from Shaanxi (China) fuji apple. A model was established and verified for evaluating aroma quality based on factor analysis by comparing with the sensory evaluation method.     

不同基因型烤烟化学成分和致香物质间的相关和通径分析

通过对不同基因型烤烟品种烤后烟叶常规化学成分和香气物质含量的相关分析,发现总糖与类胡萝卜素类呈显著正相关,总氮与类胡萝卜素类呈显著负相关,烟碱与类胡萝卜素类呈极显著负相关;钾与棕色化产物类呈极显著正相关,总氮和烟碱与棕色化产物类呈极显著负相关;总氮和钾与茄酮呈显著正相关,烟碱与茄酮呈极显著负相关.通径分析结果表明,烟碱、总糖和钾对类胡萝卜素类、棕色化产物类和茄酮的直接影响最大;常规化学成分经蛋白质对类胡萝卜素类的间接影响最大,烟碱对棕色化产物类和茄酮的间接影响最大.协调好化学成分,有利于提高香气物质的含量.     

不同产地蜂胶成分含量的比较

目的：比较不同产地蜂胶成分含量,为蜂胶合理开发利用提供理论依据。方法：选择国内外7种不同蜂胶,分别测定其氨基酸、多糖、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素E、钙、铁、锌、硒、多酚、黄酮、对香豆素、肉桂酸、阿替匹林—C等成分含量。结果：所测蜂胶氨基酸含量差异较大,最低为26.6mg/100g,最高为164.08 mg/100g;多糖含量差异也较大,最低为0.07mg/g,最高为6.88 mg/g;维生素B1含量较维生素B2低;维生素C含量较稳定;维生素E含量波动较大,最低4.3mg/100g,最高67.4 mg/100g;钙、锌含量相对较稳定,铁、硒含量差异较大,最高可达到2—3个数量级;所测蜂胶多酚、黄酮类物质、对香豆素等含量均较为丰富;肉桂酸含量差异较大;巴西蜂胶阿替匹林—C含量最高,为2.30%,部分国产蜂胶也检测出一定量的阿替匹林—C。结论：不同产地蜂胶有效成分含量差异较大,可能会对其生物活性产生一定影响。     

百香果果汁营养特性分析与评价

本研究分析了我国百香果主栽品种的果汁营养成分,采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用法（HS-SPME -GC-MS）分析其香气成分,并利用主成分因子分析（principal component analysis,PCA）对四个鲜食百香果品种的营养品质特性进行综合评价。结果表明,四种百香果果汁的营养成分存在明显差异,黄果品种‘大黄金’和‘芭乐黄金果’的可溶性糖、糖酸比、维生素C、矿物质元素及氨基酸含量等明显高于紫红果品种‘台农一号’和‘满天星’。百香果果汁中氨基酸总量为1113.2～1238.9 mg/100 g,其中谷氨酸含量最大（204.00～256.00 mg/100 g）,占总氨基酸比例为19.93%,天门冬氨酸次之,蛋氨酸（0.53%）和胱氨酸（0.26%）的含量最低。鉴定出四种百香果果汁中含有153种香气成分,其中四个品种共有成分为23种物质;香气物质中以酯类为主（80.02%）、醇类、萜烯类和酮类次之,醛类、酸类、烷类等含量较低,其中酯类以己酸乙酯、丁酸乙酯、己基丁酸酯和己酸己酯等为主。以所测17个指标作变量进行主成分因子分析,结果显示,‘大黄金’作为鲜食百香果综合内在品质得分最高,其他依次为‘芭乐黄金果’、‘满天星’和‘台农一号’。本研究为百香果育种与加工提供了理论指导。     

基于主成分与聚类分析的辣椒品质综合评价

通过对18种鲜辣椒的24项指标进行主成分分析和聚类分析,对18种鲜辣椒进行综合品质评价。结果表明:辣椒表皮大多光滑,除"陶岭三味辣椒"是平肩状态外,其余辣椒呈圆肩状态,辣椒果尖都呈凸起状态。果宽直径与果柄宽度、单果重、含水率呈极显著正相关(p<0.01)。还原糖与可溶性固形物、总糖呈极显著正相关(p<0.01);与含水率、蔗糖呈极显著负相关(p<0.01)。可溶性固形物与还原糖、总糖、总酸呈极显著正相关(p<0.01);与蔗糖、氨基酸态氮呈极显著负相关(p<0.01)。通过筛选得出"艳美"、"C622"和"博辣天己"这3种辣椒的综合得分最好,适宜推广与研究,对进一步开发不同地区辣椒资源有一定的指导意义。