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基于RSM-GA的稻谷含水率预测模型设计与试验
潘衡, 万霖, 车刚, 王思佳, 郑宇, 张强
中国农业科技导报    2025, 27 (10): 95-104.   DOI:10.13304/j.nykjdb.2024.0318
摘要   (12 HTML0 PDF(pc) (2879KB)(3)  

为解决稻谷在干燥过程中含水率预测不准确、滞后性较大以及决定系数不高等问题,采用响应面(response surface methodology,RSM)法分析干燥过程中影响稻谷含水率的主要因素,利用遗传算法(genetic algorithm,GA)对传统BP(back propagation)神经网络模型进行优化,欲建立一种基于RSM-GA的稻谷含水率预测模型。结果表明,热风温度、粮层温度、环境相对湿度在干燥过程中对稻谷含水率影响显著。以热风温度、粮层温度、环境相对湿度为预测模型的输入层,稻谷含水率为输出层,通过经验公式确定预测模型的最优中间隐含层数为10,由此建立预测模型的神经元结构为3-10-1。在进行模型训练时,最优性能表现在第15次,最小均方根误差为0.621 84×10-3,得到最优的Matlab仿真试验设置参数,当迭代至200代时,适应度值在0.019 5时趋于稳定。经过遗传算法优化后的预测模型决定系数为0.980,较传统模型提高5%;均方根误差为0.009,降低17%。综上,优化后的神经网络模型性能提高,为后续控制策略研究提供参考。


编号

Number

A:热风温度

Hot air temperature/℃

B:粮层温度

Grain layer temperature/℃

C:环境相对湿度

Ambient relative humidity/%

Y:稻谷含水率

Rice moisture content/%

139275816.6
251275818.2
339335817.1
451335816.9
539278217.4
651278220.5
739338221.5
851338217.2
93507016.3
105507016.3
1145257017.8
1245357019.7
1345305016.7
1445309018.8
1545307018.5
1645307018.3
1745307018.9
1845307016.9
1945307017.3
2045307017.3
2145307016.3
2245307016.2
2345307017.4
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表4 二次回归正交旋转组合试验及结果
正文中引用本图/表的段落
由表4可知,在不同热风温度、环境相对湿度和粮层温度参数下,稻谷含水率的变化有所不同。
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