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摘要:本申请的一种基于理化指标的饲料油脂原料品质预测方法,涉及饲料品质检测技术领域,通过收集不同饲料油脂原料样本的品种数据、加工工艺数据和储存环境参数,并获取理化指标,利用品种数据、加工工艺数据、储存环境参数和理化指标得到理化指标与不同品种、加工工艺和储存环境之间的关系映射模型,实时收集品种数据、加工工艺数据、储存环境参数,预测实时理化指标,计算营养价值参考值,预设营养价值阈值,计算营养价值偏离度和当前时刻的预警指数,当连续r个时刻的预警指数大于预警触发阈值时,发出预警信号,将异常饲料油脂原料进行二次加工,可以更好地预测不同品种、加工工艺和储存环境的饲料油脂原料的品质。
主权项:1.一种基于理化指标的饲料油脂原料品质预测方法,其特征在于,包括:收集不同饲料油脂原料样本的品种数据、加工工艺数据和储存环境参数,并获取饲料油脂原料样本的理化指标;利用品种数据、加工工艺数据、储存环境参数和理化指标得到饲料油脂原料样本的理化指标与不同品种、加工工艺和储存环境之间的关系映射模型;实时收集饲料油脂原料的品种数据、加工工艺数据、储存环境参数,利用关系映射模型预测饲料油脂原料的实时理化指标,根据实时理化指标计算饲料油脂原料的营养价值参考值;预设营养价值阈值,根据营养价值参考值计算营养价值偏离度,结合上一时刻的预警指数,计算当前时刻的预警指数,当连续r个时刻的预警指数大于预警触发阈值时,发出预警信号;对已发出预警信号的饲料油脂原料作为异常饲料油脂原料从正常批次中分离,分析其预警成因,根据预警成因对异常饲料油脂原料进行二次加工;所述利用品种数据、加工工艺数据、储存环境参数和理化指标得到饲料油脂原料样本的理化指标与不同品种、加工工艺和储存环境之间的关系映射模型的具体方法为:将不同品种和不同加工工艺的饲料油脂原料样本的品种数据和加工工艺数据进行向量化,得到品种特征向量vs和加工工艺特征向量vp;对储存环境参数进行归一化处理,得到归一化的储存环境特征向量ve;将品种特征向量vs、加工工艺特征向量vp和储存环境特征向量ve拼接成综合特征向量vc,以品种特征向量vs、加工工艺特征向量vp和储存环境特征向量ve为第一输入,以对应的综合特征向量vc作为第一输出,将综合特征向量vc与对应的理化指标的时间序列进行配对,构成训练样本,构建品种特征向量vs、加工工艺特征向量vp和储存环境特征向量ve之间的非线性映射模型fvs,vp,ve;对非线性映射模型fvs,vp,ve进行训练,通过最小化第一损失函数来优化非线性映射模型的模型参数,得到非线性映射模型的权重矩阵和非线性映射模型的偏置向量;所述非线性映射模型的模型表达式为:其中,W1是非线性映射模型的权重矩阵,b1为非线性映射模型的偏置向量,表示向量拼接操作;所述第一损失函数为均方误差,计算公式为:其中,n为训练样本数,vc,i是第i个训练样本真实的综合特征向量,fvc,i是非线性映射模型对第i个训练样本的综合特征向量的预测值;以前k个时刻的理化指标的时间序列和储存环境特征向量为第二输入,以当前t时刻的理化指标为第二输出,构建动态变化模型gyt-1,yt-2,...,yt-k,ve,通过最小化第二损失函数优化动态变化模型的模型参数,得到动态变化模型的系数矩阵、环境特征权重矩阵和动态变化模型的偏置向量;所述动态变化模型的模型表达式为:其中,yt表示t时刻的理化指标,yt-1,yt-2,...,yt-k表示前k个时刻的理化指标的时间序列,W2z表示动态变化模型的系数矩阵,W3表示环境特征权重矩阵,b2表示理化指标的动态变化模型的偏置向量;所述第二损失函数为均方误差,计算公式为:其中,yt,i为第i个训练样本在t时刻的真实的理化指标,gXt,i,ve,i是动态变化模型对第i个训练样本的理化指标的输入序列Xt,i和储存环境特征向量ve,i的预测值,理化指标的输入序列Xt,i为前k个时刻的理化指标的时间序列;以综合特征向量vc、动态变化模型的第二输出和储存环境特征向量作为第三输入,以理化指标作为第三输出,构建关系映射模型,通过最小化第三损失函数来优化模型参数,得到关系映射模型的权重矩阵、关系映射模型的偏置向量和训练好的关系映射模型;所述关系映射模型的模型表达式为:其中,hvc,yt-1,yt-2,...,yt-k,ve表示最终的关系映射模型,W4表示关系映射模型的权重矩阵,b3表示关系映射模型的偏置向量;所述第三损失函数为均方误差,计算公式为:其中,hvc,i,gXt,i,ve,i,ve,i是关系映射模型根据第三输入预测得到的理化指标;所述实时收集饲料油脂原料的品种数据、加工工艺数据、储存环境参数,利用关系映射模型预测饲料油脂原料的实时理化指标,根据实时理化指标计算饲料油脂原料的营养价值参考值的具体方法为:实时收集饲料油脂原料的品种数据、加工工艺数据、储存环境参数,利用关系映射模型预测饲料油脂原料的实时理化指标,所述实时理化指标包括:实时酸值实时过氧化值实时水分含量从营养数据库中得到对应的饲料油脂原料的标准理化指标参考值和标准营养价值,所述标准理化指标参考值包括:酸值参考值Y1、过氧化值参考值Y2、水分含量参考值Y3;预设营养价值影响因子αj,利用实时理化指标和标准理化指标参考值计算饲料油脂原料的营养价值的估计值;根据营养价值的估计值计算得到营养价值参考值,所述营养价值参考值Vref的计算公式为:其中,λ为营养价值的估计值的比例系数,1-λ是标准营养价值的比例系数,Vstd表示标准营养价值,为营养价值的估计值。
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