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分析在线基于偏最小二乘近红外煤质

收藏本文 2024-04-18 点赞:5347 浏览:16555 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文探讨了近红外光谱浅析技术运用于煤的灰分、挥发分和硫分的快速无损检测策略,建立了用于煤质现场检测的实时在线检测系统。主要内容包括以下方面:1、在严格制约温湿度的实验环境下,完成了对190个每样的近红外漫反射光谱采集。以190个煤样中选取150个作为校正集分别建立对煤灰分、挥发分和硫分的回归模型,剩下40个作为预测集检验模型对外部样本的预测精度。通过比较主成分回归和偏最小二乘回归对光谱建模的结果,选取偏最小二乘回归建立光谱和煤质的回归模型。然后运用不同的异常点剔除算法、光谱预处理算法和光谱波段筛选算法优化回归模型。灰分的回归建模浅析中,用学生氏残差剔除光谱数据中的异常样本点,然后利用定性筛选波段的策略建立回归模型结果最优。而挥发分建模最优优化策略是学生氏残差剔除异常样本点和根据光谱和挥发分的相关性选取波段。硫分的回归建模通过学生氏残差剔除异常样本和正交信号校正的光谱预处理后预测能力最强。2、模拟工厂环境设计和搭建了煤质实时在线检测系统,用传动带替代原有光谱仪的旋转样品盘来实现连续检测。有利于洗煤厂的自动化生产,省略了复杂的制样和装样操作,检测后的煤样能再次用于商品煤生产。在线采集光谱增加煤样的扫描面积,使采集的近红外光谱能更好的代表煤样的性质。但是稳定性较原来差,实验中通过对单个样本重复采集15次近红外光谱,平均光谱作为该样本的近红外漫反射光谱来降低随机噪声。对在线采集近红外光谱建立与煤灰分、挥发分和硫分偏最小二乘回归模型,并进行优化,在线采集近红外漫反射光谱建模的精度达到了非在线采集光谱建模接近的精度。关键词:近红外漫反射光谱论文煤质浅析论文灰分论文挥发分论文硫分论文在线检测系统论文偏最小二乘论文

    致谢5-6

    摘要6-7

    Abstract7-11

    第1章 绪论11-19

    1.1 引言11-12

    1.2 化学煤质检测策略12-14

    1.2.1 煤样采集12

    1.2.2 煤样制备12-13

    1.2.3 煤质化验13-14

    1.3 近红外光谱技术14-16

    1.3.1 光谱检测原理14-15

    1.3.2 近红外光谱技术的进展15

    1.3.3 近红外光谱技术在煤质检测中的运用15-16

    1.4 本论文的主要内容16-19

    第2章 近红外光谱浅析算法19-29

    2.1 回归算法介绍19-22

    2.1.1 多元线性回归19-20

    2.1.2 主成分回归20-21

    2.1.3 偏最小二乘回归21-22

    2.2 异常点剔除22-23

    2.2.1 马氏距离22-23

    2.2.2 学生氏残差23

    2.3 光谱预处理算法23-26

    2.3.1 归一法23

    2.3.2 平滑23-24

    2.3.3 求导24

    2.3.4 多元散射校正24-25

    2.3.5 正交信号校正25

    2.3.6 小波变换25-26

    2.4 光谱波段筛选算法26-27

    2.4.1 定性筛选法26

    2.4.2 相关性波段筛选26

    2.4.3 无关变量消除法26-27

    2.5 模型评价指标27-28

    2.6 本章小结28-29

    第3章 光谱采集29-33

    3.1 样本来源与参数29-31

    3.2 近红外漫反射光谱仪31

    3.3 近红外漫反射光谱采集31-32

    3.4 本章小结32-33

    第4章 光谱浅析33-61

    4.1 回归浅析33-38

    4.1.1 主成分回归33-36

    4.1.2 偏最小二乘回归36-38

    4.2 异常点剔除38-43

    4.2.1 马氏距离38-40

    4.2.2 学生氏残差40-43

    4.3 光谱预处理策略43-53

    4.3.1 归一法43-44

    4.3.2 平滑44-47

    4.3.3 求导47-49

    4.3.4 多元散射校正49-50

    4.3.5 正交信号校正50-52

    4.3.6 小波变换52-53

    4.4 光谱波段筛选策略53-58

    4.4.1 定性筛选法53-54

    4.4.2 相关性波段筛选54-56

    4.4.3 无关变量消除56-58

    4.5 本章小结58-61

    第5章 煤质实时在线检测系统61-71

    5.1 在线检测平台设计和搭建61-62

    5.2 光谱采集62-63

    5.3 光谱建模浅析63-69

    5.3.1 模型传递性63-64

    5.3.2 在线采集光谱回归模型建立64-69

    5.4 本章小结69-71

    第6章 总结与展望71-73

    6.1 论文总结71-72

    6.2 探讨展望72-73

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