两相流电容层析成像系统数学模型建立及特征提取

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panda_chris
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中药制药的过程当中药材的提取是一个非常重要的工序。由于在提取药材时是在一个封闭的容器当中进行的,因此常规的提取方法很难判断出容器当中物料和溶剂的分布,以及浓度等相关参数。目前在制药过程中判断药材的浸出和溶剂的多少主要还是依靠操作工人的经验,这样难免会产生很大误差,导致不能有效的提取药材成分,造成了资源的浪费,提高了相应的生产成本。电容层析成像技术具有可以探测封闭容器内的物料组分,饱和度等信息,且结合计算机技术可对容器内物料分布情况进行计算机成像等特性。本文从建立提取过程中的数学模型和对容器内药材和溶剂分布特征提取两个方面进行研究,主要完成了以下研究工作:1.结合本课题的研究背景,分析了多相流的检测技术在生产和科研中的重大意义,剖析了多相流的特点和参数,同时分析和总结了其研究现状和将来的发展趋势;2.阐述了本文应用主成分分析方法对高维的样本数据进行降维和应用支持向量机进行分类的可行性,阐述了主成分分析的原理及对判别信息的提取方法,给出了支持向量机原理和学习步骤;3.结合本文实际情况,应用有限元法对管道内横截面进行单元剖分,建立了相应的有限元方程组。在利用有限元法求取电容值时,对高斯定理法进行了改进,改进后所求得的电容值数值上更加精确,并且所求的数值将作为后续进行特征提取的基础;4.给出了采用主成分分析提取特征的方法,建立支持向量机分类模型,决策函数,以及通过实验选择了合适的核函数。最后进行了特征识别仿真实验,从识别效果和测试时间两方面进行分析,证明了主成分分析和支持向量机相互结合是一种很好的进行特征识别的方法。
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