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分析试验室2025年第11期:基于MC-UVE-GA和GA-MC-UVE算法联用构建电子烟烟液中烟碱含量快检的近红外模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈丹;邓惠敏;龙杰;李长昱;李郸;孙浩巍;张轲;李明;王春琼;陈黎;

单位:云南省烟草质量监督检测站;北京大学材料科学与工程学院;国家烟草质量监督检验中心;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司;中国烟草总公司郑州烟草研究院;

摘要:为提高电子烟烟液中烟碱含量傅里叶变换近红外(FT-NIR)预测模型的准确性,将光谱数据采用标准正态变量变换(SNV)算法预处理后,分别采用蒙特卡洛无信息变量消除法(MC-UVE)、遗传算法(GA)以及2种算法联用(MC-UVE-GA和GA-MC-UVE)选择波数变量,并基于筛选后的变量建立了偏最小二乘(PLS)回归模型。对比不同算法的预测效果,2种算法联用后所建模型的预测均方根误差(RMSEP)更低,且校正均方根误差(RMSEC)更接近于RMSEP,过拟合风险小,最优的GA和MC-UVE联用偏最小二乘(GA-MC-UVE-PLS)回归模型所用波数变量为50个,仅占全谱的3.2%,其交叉验证决定系数(R_(CV)~2)从全谱时的0.991提高到了0.994,交叉验证均方根误差(RMSECV)和RMSEP从全谱时的0.810和0.836分别降低至0.690和0.698。通过MC-UVE和GA算法的联用,能在初选变量基础上再精选出更少、更有效的变量,有效提高模型的预测精度和泛化能力。

关键词:近红外光谱;;蒙特卡洛无信息变量消除法;;遗传算法;;电子烟烟液;;烟碱

基金资助:中国烟草总公司云南省公司科技计划项目(2023530000241029);; 云南省烟草质量监督检测站一般项目(20220001)资助