摘要:目的 针对火龙果饮料中花青素成分易受发酵因素影响导致稳定性不佳,提出了对火龙果饮料进行工艺优化,研制出一款风味清爽宜人,花色苷含量丰富且具有抗氧化能力的火龙果发酵饮品。 方法 利用红心火龙果为原料,植物乳杆菌和嗜热链球菌为发酵剂制备发酵饮料。 以单因素实验为基础,选择发酵液初始 pH、种子液接种量、发酵时间为影响因子,以火龙果发酵液的花色苷含量为响应值,采用响应面法确定火龙果发酵饮料的最佳工艺参数,并测定发酵前后的花色苷含量、可溶性固形物和 DPPH 自由基清除率,研究发酵工艺对火龙果饮料抗氧化活性的影响。 结果 最佳发酵工艺为种子液接种量为 1. 7%,发酵液初始 pH 为 6. 3,发酵时间 24 h,该条件下得到的火龙果复合发酵饮料自然透亮,组织状态稳定,火龙果果香和发酵风味明显。 其中花色苷含量( 50. 10±0. 28) mg / L,仅比未发酵的火龙果原液降低了 11. 68 mg / L,而样品中 DPPH 自由基清除率为 95. 71% ±0. 62%,提高了 14. 34%,可溶性固形物含量基本不变;DPPH 自由基清除率显著提高,且花色苷含量、可溶性固形物含量变化不大。 结论 该火龙果饮料经发酵后营养成分保存良好,抗氧化能力增强,对丰富我国果蔬发酵饮料市场有一定的研究意义。

摘要:目的 针对不同偏相关系数的估计方法,提出在高维非稀疏条件下不同偏相关系数估计方法的算法性能、估计准确性和效率的探讨方法。 方法 现有 Pcor 估计方法的研究主要关注高维数据和稀疏性假设下偏相关关系的存在性, 但是, 在非稀疏条件下,Pcor 估计方法的算法效率和估计准确性研究较为缺乏。 本研究综合考虑了适用于非稀疏条件的偏相关系数估计方法, 并采用正则化方法处理相应的高维回归模型, 进一步探索估计方法对偏相关系数的估计性能和效率,为验证不同算法的估计表现, 进行了大量的数值模拟实验, 并分析了股票市场中的实际数据。 结果 在高维非稀疏条件下, 无偏自适应 LASSO 和渐进无偏 MCP 在偏相关系数的估计中表现都很出色。结论 在高维非稀疏条件下, 偏相关系数的估计方法与高维稀疏条件下呈现出相似的特点: 当 Pcor 为负值时, 估计较为准确; 当 Pcor 为正值时, 估计存在一定的偏差。 在正则化方法的选择上, 无偏自适应 LASSO 和渐进无偏的 MCP 方法综合表现都优于相应的有偏 LASSO 方法,特别地, 在小样本量下, 自适应 LASSO·RES 算法表现较优, 而在大样本量下, MCP·REG2 较好, 其中, REG2 方法在 Pcor 取正值时效果最好。 值得注意的是, 相较于稀疏条件下控制变量得到有效控制, 在非稀疏条件下控制变量的干扰和影响增多,因此当非稀疏条件越趋近于稀疏条件时, 算法误差越低, 效率越高;在适当的非稀疏性条件下, 无偏自适应 LASSO·RES 和渐进无偏 MCP·REG2算法都表现良好, 也有较好的鲁棒性和稳定性;在较强非稀疏性条件下自适应 LASSO·RF 算法表现最好。

摘要:目的 为研究振动筛的筛分参数对振动筛筛分效率的影响以及筛分颗粒在筛分过程中的运动规律,对振动 筛进行参数优化设计。 方法 首先建立振动筛的三维模型,使用离散元分析软件 EDEM 对振动筛的筛分过程进行 模拟仿真并使用正交试验法设计了多组振动筛筛分试验,通过离散单元法分析了振动筛的振幅、振动频率和振动 方向角三个运动学参数对筛分效率的影响。 对正交试验结果进行多元非线性拟合,在拟合函数的基础上使用蚁群 算法寻找最佳筛分效率对应的振动参数值。 结果 振动频率增大会导致颗粒在筛箱中跳动次数过大,颗粒一直处于 跳起状态,颗粒通过筛孔的概率降低,使筛分效率下降。 振频对筛分效率的影响与振幅相似,随着振频的增大,筛 面抖动加剧,对颗粒的作用力增大,颗粒在空中的时间增加,导致颗粒进入筛孔的机率减小,筛分效率下降。 振动 方向角增大时,筛分效率呈先增后减趋势,方向角过小时,颗粒朝几乎平行于筛网的方向弹出,与筛网总接触时间 减小,透过筛孔的砂粒减小,方向角过大时,颗粒垂直于筛面弹出,筛分速度变慢,颗粒容易在筛面上堆积,可透过 筛孔的颗粒在筛分过程中与筛面接触的机会减小,最终透过筛孔的颗粒减少,筛分效率下降。 结论 当振幅为 2 mm,振频为 18 Hz,振动方向角为 44°时,振动筛的筛分效果最佳,此研究对振动筛的优化设计具有一定指导意义。

摘要:目的 针对复杂环境下焊缝图像的边缘检测问题,基于传统的 Canny 算法,将中值滤波替换高斯滤波,并将非极大值抑制( NMS) 进行改进,得到一种面向复杂环境的改进 Canny 算法的焊缝图像边缘检测方法。 方法 对焊缝图像进行中值滤波,保留图像的边缘信息,平滑区域内的细节,接着利用梯度方向局部均值偏差进行改进的非极大值抑制,综合考虑梯度幅值的大小和梯度方向对焊缝边缘检测的影响,最后使用双阈值法检测和连接边缘,根据焊缝图像的特点选择相应的阈值,既可以保证边缘检测的结果的准确性,也可以有效地避免一些噪声干扰。 结果 与传统的 Canny 算法和其他一些滤波器改进的 Canny 算法等进行对比分析,所提出的方法的边缘保持度和边缘线性连接程度效果是最好的,边缘保持可以使检测结果保留原始焊缝图像的 60%左右,同时边缘的连接程度相较于传统的 Canny 算法均有所提升,并且对焊缝图像中伪边缘的抑制效果也有所改善。 结论 所提出的改进的 Canny 算法通过对滤波、NMS 算法的综合优化,可以有效地检测出焊缝图像中的边缘信息,且有良好的焊缝图像边缘检测效果。关键词:边缘检测;中值滤波;非极大值抑制;双阈值法

摘要:目的 针对使用戴维南等效电路模型对锂电池进行参数辨识不够精确的问题,提出一种二阶 RC 等效电路模型并对锂电池进行参数辨识。 方法 通过脉冲放电实验得到锂电池的相关数据,在 MATLAB 上使用最小二乘算法对所建立的二阶 RC 等效电路进行参数辨识,并对不同 SOC(State of Charge)下锂电池各个参数的变化情况进行分析,通过计算锂电池的端电压来判断参数辨识的精确度,最后将辨识结果与戴维南等效电路模型所辨识的结果进行对比并分析。 结果 随着锂电池 SOC 下降,锂电池的各个参数会有轻微的波动,在锂电池的 SOC 处在较低的水平时,锂电池的各个参数变化比较剧烈,这是由于锂电池的化学浓差极化所导致的,当将辨识的参数用来求解锂电池的端电压时,随着时间的推移,发现锂电池的端电压的误差波动比较稳定,且最大误差不超过 0. 05 V,反观使用戴维南等效电路模型求得锂电池的端电压误差波动比较大,且最大误差超过了 0. 08 V。 结论 在锂电池参数辨识上二阶 RC 等效电路比戴维南等效电路更加准确,能够更好地描述锂电池的动静态特性,为后续对锂电池的荷电状态估计提供了有力的基础。

摘要:目的 针对二阶动力系统的识别问题,提出一种基于线性多步方法的稀疏识别方法。 方法 首先,构造一个包含几乎所有可能基函数的基函数库,用于近似潜在的二阶动力系统;然后,利用线性多步方法离散近似后的二阶动力系统;接着,在广义最小二乘原理的指导下,选取一个合适的噪声残差项近似协方差矩阵,再利用该矩阵对上述过程得到的最小化问题进行加权,从而降低噪声对模型识别过程的影响;最后,使用稀疏回归算法从基函数库中挑选出最有意义的最小特征项,并通过稀疏迭代求解其对应系数。 结果 比较了不同时间步长和不同噪声水平下,使用提出的线性多步稀疏识别方法挖掘潜在二阶动力系统的数值实验,通过这些实验可以得出:所提出的方法用于识别未知的二阶动力系统具有较高的精度和较好的鲁棒性。 结论 通过数值实验,验证了算法的有效性。

摘要:目的 在局部遮阴条件下,传统最大功率点追踪( MPPT) 算法通常会跟踪到局部最优值,单个群智能优化算法在多极值的情况下能有效跟踪最大功率点,但追踪时间相对较长,为此,提出一种基于黑寡妇( BWOA) 与扰动观察法相结合的 MPPT 算法。 方法 将 boost 电路中开关管的占空比定义为算法中的个体位置,通过对输出占空比的调整实现 MPPT 控制。 结果 相比于原 BWOA 算法和 PSO 算法,基于 BWOA 与 P&O 结合算法的 MPPT 能够更加快速地跟踪到最大功率点。 结论 与扰动观察法的结合可以有效加快 BWOA 算法收敛速度,并提高算法收敛精度。

摘要:强度不均匀性是医学图像中常见的问题，对图像的精确分割提出了许多挑战，图像分割是计算机视觉和计算的基础步骤，提出了一种基于模糊C均值（FCM）的能量最小化方法，将全局聚类和局部聚类相结合，用于磁共振（MR）脑图像的偏场估计和分割。该方法将MR图像分解为两个分量作为全局聚类项的优点，充分利用了表征组织物理性质的真实图像和解释强度不均匀性的偏置场及其各自的空间特性。MR图像的分解描述了整个图像中偏移场的变化，其中组织边界的某些深层变化细节可能会丢失。该方法利用了图像局部区域的不同偏移场的局部聚类项，较好地处理了不同组织间强度的深刻变化。由于局部聚类方法对偏移场的分布缺乏全局控制，此文利用了全局聚类和局部聚类的优点，考虑了两者的结合。在该方法中，通过能量最小化过程同时实现了偏移场估计和组织分割。用FCM迭代优化能量最小化问题，通过真实图像和合成图像与相关模型的对比实验，证明了该模型在偏差校正和分割精度方面的优越性。

摘要:针对多元响应线性回归模型,提出了修改的马氏 Mallows 模型平均(MMMAc)方法。 为了更充分地利用多 元响应变量之间的相关性信息从而更好地提高预测精度,组合权重选择准则的构造同样考虑了马氏距离预测风 险,并通过构造 Wishart 分布,推导出预测损失的无偏估计作为权重的选择准则,最终得到的 MMMAc 准则相比马 氏 Mallows 模型平均(MMMA)准则增加了一个偏差矫正项,减小了对预测损失估计的偏差,因此通过最小化该准 则得到的权重估计能更接近不可得的理论最优组合权重;最后,模拟对比实验验证了 MMMAc 方法的优势: MMMAc 估计具有与 MMMA 估计同样的渐进最优性,因此两者的表现在大样本情形下没有太大差异,然而,由于修 改后的权重选择准则为预测损失的无偏估计,因此在样本量不足的情形下,MMMAc 方法的预测表现更佳。

摘要:针对烧结机机尾断面气孔特征提取的研究,提出了一种基于OTSU三次迭代RGB颜色通道的多阈值法；为了保证气孔特征提取的准确性和减少图像细节的丢失，采用OTSU法先分别对机尾断面图像的RGB颜色通道3次迭代进行阈值分量计算，再通过RBG三颜色通道占比比值确定权值，计算出一个全局阈值和两个局部阈值进行三阈值图像分割；利用获取的全局阈值将机尾断面图像的火红层和黑矿层进行分割，之后两个局部阈值分别对嵌入在火红层和黑矿层中的气孔进行分割，最终提取出机尾断面的气孔特征；实验表明，方法相较于常规方法能够提取出更多机尾断面的气孔特征及细节，同时提取出的气孔特征轮廓层次感较好，气孔特征提取的准确性较高。