| 【中文题名】 | 基于人工神经网络利用机械特性检测苹果品质方法的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Examining Apple Quality Using the Mechanical Property Based on Artificial Neural Network |
| 【学科专业】 | 农业机械化工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-12 |
| 【中关键词】 | 机械特性,理化特性,神经网络,MATLAB工具箱,虚拟仪器, |
| 【英关键词】 | mechanical properties,physicochemical properties,neural network,MATLAB toolbox,virtual instrument, |
| 【分类导航】 | 农业科学>园艺>果树园艺>仁果类>苹果> |
| 【论文摘要】 | 苹果具有重要的经济价值，而且营养丰富、味美可口。目前，苹果检测及处理手段较为落后引起果品品质下降，极大的影响了苹果的生产、加工和销售。所以，苹果品质的检测是亟待解决的问题。
通过研究苹果的机械特性与理化特性指标之间的关系，建立用机械特性指标检测苹果品质的评价指标，利用神经网络模型检测苹果的品质，并建立基于虚拟仪器技术，用MATLAB开发的苹果品质的检测系统。主要结论如下：
1) 通过试验测得苹果的机械特性指标和理化特性指标，并对机械特性指标和理化特性指标进行了相关性研究和回归分析，结果表明：可用苹果的机械特性指标来描述理化特性指标。
2) 采用基于反向传播算法的人工神经网络(BP网络)方法用机械特性指标(压缩时的最大力、屈服力、弹性模量)检测理化特性指标(硬度、可溶性固形物、总酸、水分)，建立了苹果品质的检测模型。用试验所测的机械特性指标为输入、苹果理化特性指标为输出来确定网络的拓扑结构，训练建立的BP神经网络。仿真结果表明该神经网络模型用机械特性指标能预测苹果理化特性指标，同时通过5组非样本数据来验证该神经网络，模型的预测值与实测值的相对误差在5％以下，能够满... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
6-7 |
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ABSTRACT |
7-9 |
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第一章 绪论 |
9-14 |
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1.1 研究目的及意义 |
9-10 |
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1.2 国内外研究现状 |
10-12 |
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1.3 研究内容及技术路线 |
12-14 |
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1.3.1 研究内容 |
12 |
|
1.3.2 技术路线 |
12-14 |
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第二章 苹果机械特性及理化指标的试验研究 |
14-24 |
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2.1 苹果机械特性的试验研究 |
14-16 |
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2.1.1 试验材料 |
14 |
|
2.1.2 试验装置 |
14-15 |
|
2.1.3 试验方法 |
15 |
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2.1.4 试验结果 |
15-16 |
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2.2 苹果理化指标的试验研究 |
16-18 |
|
2.2.1 试验材料 |
16 |
|
2.2.2 试验仪器 |
16 |
|
2.2.3 试验方法 |
16-18 |
|
2.3 试验结果及分析 |
18-24 |
|
2.3.1 理化特性指标对机械特性指标的影响 |
19-21 |
|
2.3.2 用机械特性指标描述理化特性指标的分析 |
21-24 |
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第三章 运用神经网络检测苹果品质的数学模型 |
24-36 |
|
3.1 人工神经网络简介 |
24-26 |
|
3.1.1 人工神经网络处理单元 |
25 |
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3.1.2 人工神经网络的特点 |
25-26 |
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3.2 苹果品质检测的人工神经网络模型 |
26-31 |
|
3.2.1 神经网络结构设计 |
26-29 |
|
3.2.2 隐含层神经元数的确定 |
29-30 |
|
3.2.3 网络学习参数的选取 |
30-31 |
|
3.3 苹果品质检测的BP网络学习过程 |
31-34 |
|
3.3.1 信息的正向传递 |
31 |
|
3.3.2 利用梯度下降法求权值变化及误差的反向传播 |
31-33 |
|
3.3.3 误差反向传播的流程与图形解释 |
33-34 |
|
3.4 苹果品质检测的BP神经网络模型改进 |
34-36 |
|
3.4.1 BP网络的限制与不足 |
34 |
|
3.4.2 BP网络的改进 |
34-36 |
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第四章 基于神经网络苹果品质检测模型的分析 |
36-50 |
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4.1 MATLAB神经网络工具箱 |
36 |
|
4.2 样本数据预处理 |
36-38 |
|
4.3 BP网络的训练 |
38-40 |
|
4.4 利用机械特性检测苹果品质的神经网络模型分析 |
40-47 |
|
4.4.1 用机械特性指标检测苹果硬度 |
40-42 |
|
4.4.2 用机械特性指标检测苹果可溶性固形物 |
42-43 |
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4.4.3 用机械特性指标检测苹果总酸 |
43-45 |
|
4.4.4 利用机械特性指标检测苹果水分 |
45-47 |
|
4.5 苹果贮藏品质预测模型的分析 |
47-50 |
|
4.5.1 网络模型的建立及训练 |
47 |
|
4.5.2 网络模型评价 |
47-50 |
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第五章 基于 LABVIEW的苹果品质检测系统的设计 |
50-54 |
|
5.1 LABVIEW程序设计的结构和特点 |
50-51 |
|
5.2 MATLAB与 LABVIEW应用程序接口的设计 |
51-52 |
|
5.2.1 MATLAB Active X集成 |
52 |
|
5.2.2 MATLAB自动化服务器 |
52 |
|
5.3 LABVIEW调用 MATLAB的实现 |
52-54 |
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第六章 结论与讨论 |
54-55 |
|
6.1 结论 |
54 |
|
6.2 讨论 |
54-55 |
|
参考文献 |
55-58 |
|
致谢 |
58 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.149519 |
