基于干燥过程正交试验结果的神经网络建模

摘要：针对干燥过程的一般分析方法的不足，采取了干燥过程正交试验结果的神经网络建摸，并进行了详细的研究，该方法应用BP神经网络建立具有实际意义的干燥过程控制数学模型，并对结果进行一定的分析，从而实现试验结果的最优控制。本文具体阐述了进行旋转闪蒸干燥器干燥啤酒糟试验采集数据的神经网络方法，采用正交实验法进行实验，对不同操作条件下的啤酒糟含水质量分数进行了测试，并对直观分析、方差分析和神经网络方法分析结果的差异进行了概说和原因解释。此外，还对物料的干燥基本单元操作进行了详细解释。

论文的主要内容有：（1）阐述了正交试验的优越性，正交试验安排原理、方法的介绍和实现；（2）神经网络建模方法的原理及建模的实现方式；（3）进行试验采集数据的神经网络方法、统计回归方法建模，并利用模型实现趋势分析；（4）实际应用结果分析、比较与评价。

另外，本论文利用人工神经网络独有的非线性映射能力建立干燥过程的数学模型，并基于此模型用以指导生产。

关键词：神经网络建模；干燥过程；正交试验；直观分析；方差分析

目  录

中文摘要 I

英文摘要 II

目录 III

1.绪论 1

1.1正交试验设计 2

1.1.1正交试验的定义及特点 2

1.2正交表 2

1.2.1正交表的安排原理 2

1.2.2选择正交表的原则 2

1.3正交表的表头设计 3

1.3.1因素之间的交互作用 3

1.3.2正交试验数据分析 3

1.4总结 4

2.神经网络建模 5

2.1神经网络建模理论基础 5

2.1.1神经元 6

2.1.2互连模式 7

2.1.3学习规则 8

2.2神经网络的建摸方法 9

2.2.1BP网络模型的理论基础 9

2.2.2BP网络的建摸方法 10

2.3多元线性回归原理和方法 11

2.3.1实用理论方法 11

2.4总结 13

3.旋转闪蒸干燥器干燥啤酒糟试验采集数据的方法 14

3.1物料在定态空气条件下的干燥速率 14

3.1.1干燥动力学实验 14

3.1.2干燥速率曲线 15

3.1.3恒速干燥阶段 15

3.1.4降速干燥阶段 15

3.1.5临界含水量 16

3.2间歇干燥过程的计算 16

3.2.1干燥时间 16

3.2.2干燥结束时的物料温度 18

3.3总结 18

4.干燥过程的神经网络建摸方法应用与比较 19

4.1网络拓扑结构 19

4.2网络训练与模型精度 19

4.3试验结果的计算与分析 20

4.3.1试验数据的直观分析 23

4.3.2试验方差分析表 25

4.3.2.1离均差平方、自由度、均方的计算 25

4.3.2.2 F值的计算计算 26

4.3.2.2 F界值表 26

4.4总结 27

5.结论 28

致谢 29

参考文献 31