偏最小二乘法在激光诱导击穿光谱定量分析中的应用研究

介绍了激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)技术、主元分析(principal component an alysis,PCA)法和偏最小二乘(partial least squares,PLS)法的基本原理。对Pb元素特征谱线附近的36个维度进行主成分信息提取,对36维波长数据压缩到2维后,采用每个样品的20个脉冲的主元分数进行偏最小二乘拟合,对数据进行平均处理后,拟合结果质量较高,拟合系数平方的值从0.49810提高到0.97000;残差平方和从0.72529下降到1.36366*10^(-4)。PCA法可以有效的缩减具有一定相关性的样本数据空间,对于数据维度较大的数据处理能显著提升效率,再结合PLS法拟合压缩后的主元,实验结论得出PLS适合用于LIBS定量分析。

基于最小二乘法线性回归的火炮身管寿命预测

为直观地判断火炮身管寿命,提出一种基于最小二乘法线性回归的预测方法。根据靶场身管参数试验数据分析火炮身管内径、药室长、弯曲度随射弹数增加的变化规律;利用最小二乘法线性回归建立火炮身管磨损量与射弹数的关系式;对某型火炮身管寿命进行预测。结果表明:该方法能够较为准确地预测出火炮身管寿命且算法简单,便于推广使用,可为火炮射击、退役报废等提供重要参考。

基于慢特征分析与最小二乘支持向量回归集成的草酸钴合成过程粒度预报

草酸钴合成过程是钴湿法冶炼的关键单元操作,其粒度分布是重要的质量指标,然而难以在线实时测量。同时,草酸钴合成过程通常存在非线性、多约束和慢时变特征。因此,提出一种集成慢特征分析(slow feature analysis,SFA)与最小二乘支持向量回归(least square support vector regression,LSSVR)的草酸钴粒度预报模型对草酸钴合成过程质量指标实现在线测量。在该方法中,首先,SFA方法可以有效地捕获过程的慢特征向量,解决慢时变问题;然后,利用LSSVR方法建立慢特征与粒度之间的非线性关系模型,进而实现质量指标在线预报。最后,应用非线性的数值案例以及草酸钴合成过程数据,验证该方法的有效性。实验结果显示:相较于单一的径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)、LSSVR预测模型以及SFA与NN相结合的预报模型,所提方法在数值案例中的预测精度分别提升了13.31%、2.26%、1.72%;在草酸钴合成过程中的预测精度分别提升了13.27%、9.96%、8.92%。

基于多组分定量联合主成分分析正交偏最小二乘法-判别分析及熵权优劣解距离法的抗菌消炎胶囊质量差异性评价

目的建立主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)及熵权优劣解距离法(EW-TOPSIS)评价抗菌消炎胶囊的多组分质量差异。方法采用高效液相色谱法(HPLC)同时测定15批抗菌消炎胶囊中獐牙菜苦苷、獐牙菜苷、绿原酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、知母皂苷BⅡ、知母皂苷AⅢ、原百部碱、对叶百部碱、黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素和汉黄芩素的含量,借助PCA、OPLS-DA及EW-TOPSIS模型对15批消炎胶囊样品进行质量差异分析,筛选出导致差异的特征成分,并进行质量排序。结果12种成分在各自范围内呈现良好的线性关系(r>0.999),平均加样回收率(n=9)96.90%~100.23%(RSD<2.0%)。化学计量学筛选出2个主成分,方差贡献率累计达95.172%;OPLS-DA发掘出黄芩苷、绿原酸、知母皂苷BⅡ和对叶百部碱对抗菌消炎胶囊质量有显著影响;EW-TOPSIS分析结果显示Ci值0.0827~0.8495,15批样品质量差异较大。结论所建立的方法可用于抗菌消炎胶囊质量的综合评价。

基于加权最小二乘法的数字化智能变电站虚回路自动校验技术

针对数字化智能变电站智能高效的需求,该文提出基于加权最小二乘法的数字化智能变电站虚回路自动校验方法。通过改进K-means聚类算法,划分数字化智能变电站电力设备区域;采用加权最小二乘法,融合各区域的电力设备相关数据,制定设备间的数据流向规则,分析各区域内设备的数据流向;通过关键词模糊匹配方式,分析流向数据内的端口信息是否对应,整合全部区域的虚回路自动校验结果,完成数字化变电站虚回路自动校验。实验证明,该技术融合数据的最大数据方差仅为2.57,即数据方差较低,数据融合精度较高,自动校验的抗干扰性能较优。

基于差示光谱及指纹图谱结合偏最小二乘回归分析法研究决明子提取物的平衡溶解度

目的:确定决明子提取物的最佳溶出介质,分析决明子提取物中主要成分在最佳溶出介质中对平衡溶解度的贡献程度,明确决明子提取物平衡溶解度的标志物。方法:以总蒽醌含量为指标,采用差示分光光度法测定决明子提取物在37℃时于水、0.1 moL/L盐酸和pH 6.8磷酸盐缓冲液中不同时间点的平衡浓度,确定最佳溶出介质。以决明子提取物总蒽醌指纹图谱为参照,采用HPLC法建立决明子提取物在最佳溶出介质中不同平衡时间点平衡浓度的指纹图谱,筛选决明子提取物平衡溶解度的标志物。结果:决明子提取物在37℃时于水、0.1 moL/L盐酸和pH 6.8磷酸盐缓冲液中平衡溶解度分别为10.344、10.910、11.099μg/mL,达到平衡时间点的时间分别为24 h、3 h和7 h。在最佳溶出介质中,VIP值>1的化学成分有22个,其中VIP值分别为1.13987、1.15565、1.12806、1.14825、1.14880的化学成分分别为已知成分橙黄决明素、大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚。结论:pH 6.8磷酸盐缓冲液为决明子提取物的最佳溶出介质,可以橙黄决明素、大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚为溶解度标志物考察决明子提取物的平衡溶解度。

基于加权最小二乘法的光纤光栅应变传感器参数敏感性自动优化算法

常规光纤光栅应变传感器参数优化方法主要依托于麻雀搜索算法,但此方法忽略了应变传递的影响,导致传感器灵敏度较低,无法保证测量精度。为此,提出基于加权最小二乘法的光纤光栅应变传感器参数敏感性自动优化算法。依据光纤光栅应变传感器的组成结构与工作原理,充分考虑应变传递系数的变化规律,计算应变传递损耗,并采用光传输矩阵计算光纤中心波长的电场振幅,由此得到传感器敏感场分布,结合模式耦合理论,以敏感场分布均匀性和最大电容与最小电容比值最小为目标函数建立参数优化模型,并采用加权最小二乘法对采样点加权获取优化响应值,进而得到传感器最优结构参数。对比实验结果表明,利用所提方法对光纤光栅应变传感器参数进行优化后,传感器的灵敏度较高,保证了传感器的测量精度。

基于偏最小二乘法分析枇杷叶提取物中α-葡萄糖苷酶抑制剂

为快速筛选枇杷叶(Eriobotrya japonica)提取物中的α-葡萄糖苷酶抑制剂,本研究基于组效分析法探究有效组分与酶抑制活性间的关系,揭示其关键活性组分。通过测定不同产地的枇杷叶提取物对α-葡萄糖苷酶的抑制效果,采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)对其进行成分分析,运用偏最小二乘回归分析法分析活性,并通过分子对接进行验证。结果表明,10种提取物能有效抑制α-葡萄糖苷酶,IC_(50)值为1.31~2.65μg·mL^(-1),且抑制活性强于阳性对照阿卡波糖(IC_(50)为81.98μg·mL^(-1)),其中产自陕西省汉中市的野生枇杷叶提取物的抑制效果最佳,IC_(50)为1.31μg·mL^(-1),对α-葡萄糖苷酶呈竞争型抑制。10批样品的UPLC-MS特征指纹图谱中有16个共有峰,其中有6个共有峰的回归系数与抑制活性呈正相关,变量重要性较大,贡献度较高。通过与二级质谱、数据库及标准品比对,明确其中4个成分分别为科罗索酸、科罗索酸甲酯、奎宁酸和nerolido-3-α-L-rhamnopyranosyl(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-[α-L-rhamnopyranosyl(1→6)]-β-D-glucopyranoside。进一步的分子对接结果表明,上述4种活性成分与α-葡萄糖苷酶对接的结合能小于-6.0 kcal·mol^(-1),其中科罗索酸的结合能最低(-8.9 kcal·mol^(-1)),主要通过氢键作用于酶活性中心。本研究结果为后续应用枇杷叶提取物开发降血糖药物提供了研究思路。

基于地理加权回归模型的山东省临沂市结核病发病情况及其影响因素分析

目的 探讨山东省临沂市各县区结核病发病登记率现况及其与相关影响因素的空间局域关系。方法 收集2019年1—12月临沂市12个县区的结核病发病及相关影响因素资料;采用Geoda 4.02软件分析空间自相关性;采用GWR 4.09软件构建最小二乘法(OLS)和地理加权回归(GWR)模型;采用ArcGIS 10.2软件绘制GWR模型影响因素的空间分布地图。结果 2019年临沂市结核病发病总计3 261例,总发病率为32.39/10万。不同县区、不同性别及年龄组之间结核病发病率差异均有统计学意义(χ^(2)=71.257~1 532.464,P<0.001)。空间自相关分析结果显示为空间正相关(Moran I=0.234,P=0.021)。LISA聚类图结果显示,罗庄区和兰陵县为低-低聚集,莒南县为高-高聚集。OLS和GWR结果显示GWR模型各种诊断标准均优于OLS模型。GWR模型结果显示人口密度(β=-0.019)、人均受教育年限(β=-14.509)、每万人平均卫生技术人员数(β=-0.293)、空气质量指数(β=-15.438)对结核病发病率影响具有统计学意义(P<0.05)。结论 山东省临沂市2019年结核病发病率存在性别、年龄、地域差异。各县区结核病发病率存在空间聚集性。社会、环境、经济等因素对结核病发病率影响存在空间异质性。GWR模型较OLS模型对发病率影响因素的分析上具有独特优势性。

基于加权最小二乘法的分数延时滤波器设计

相较于传统的可变分数延时滤波器无法满足延时的实时变化,Farrow结构延时滤波器因其独特的结构可以灵活地调整时延且不需重新设计滤波器系数。以加权最小二乘法作为分数延时滤波器系数配置的基本方法,通过建立离散加权平方误差函数对滤波器系数的配置进行理论推导。并设计一种最小化幅度响应最大绝对误差的迭代判断条件来确定权重函数,用以更新滤波器系数来实现滤波器性能的优化。

基于偏最小二乘法-判别分析算法分析五味子不同炮制品高效液相色谱指纹图谱的变化

目的建立五味子不同炮制品高效液相色谱(HPLC)指纹图谱,并对其进行偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)。方法色谱柱为Agilent Polaris Amide-C18柱(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相为乙腈-0.05%磷酸水溶液(梯度洗脱),流速为1.0 mL/min,检测波长为250 nm,进样量为10μL。采用中药色谱指纹图谱相似度评价系统2012A版进行相似度分析,通过PLS-DA算法对炮制前后五味子指纹图谱进行分析。结果建立了五味子炮制前后的HPLC指纹图谱共有模式,五味子及其炮制品醋五味子与酒五味子指纹图谱中共有峰分别有19个和21个;经相似度分析,与对应对照指纹图谱相似度均大于0.9;经与对照品比对,指认出6个化合物;且PLS-DA分析筛选出6号峰(5-羟甲基糠醛)、8号峰(五味子醇甲)、18号峰、10号峰(五味子甲素)、5号峰和19号峰为主要差异标志物。结论该方法可用于五味子、醋五味子及酒五味子的指纹图谱分析,为完善五味子的质量标准提供了参考。

基于地理加权和最小二乘线性回归模型的气温与NDVI聚集密度的相关分析

基于2015年广州地区1 km空间分辨率的MOD13A 3月合成NDVI数据以及春夏秋冬4个季节的气象站点近地表气温,首先利用聚集密度计算方法计算NDVI的聚集密度,构建不同季节近地表气温与NDVI聚集密度的最小二乘线性回归模型(OLS)和地理加权回归模型(GWR),分析广州市近地表气温与NDVI聚集密度的相关关系,探讨不同季节NDVI聚集密度回归系数的空间分布,并利用AICc信息准则、拟合优度和Sigma指标对GWR与OLS的结果进行比较分析。结果表明:NDVI聚集密度较好地反映了研究区建设用地、植被和水体等下垫面的综合信息;与OLS模型相比,GWR模型的拟合效果更显著,最小的拟合度从0.02提高到0.464,GWR模型的拟合度最大值达到了0.724;GWR模型回归残差的Moran’s I显著减少,如1月份Moran’s I指数从0.383减少到0.022;NDVI聚集密度对气温的影响具有空间异质性,整体上,从广州北到南,GWR模型中NDVI聚集密度与气温的回归系数由负值逐渐增加到正值,表明NDVI聚集密度对气温有着从负到正的影响;下垫面以不透水面为主的区域,GWR模型拟合度较低,以植被为主要下垫面的区域,GWR模型拟合度较高。

以加权最小二乘法建立生物分析标准曲线的若干问题

以加权最小二乘法建立生物分析标准曲线的若干问题钟大放（沈阳药科大学药物分析研究室沈阳１１００１５）根据国际上有关生物分析方法确证的指导原则，要求对不同浓度生物样品测量结果的相对误差不得超过１５％或２０％。由于生物分析所测定的浓度范围宽，若采用普通最小...

基于最小二乘法则的回归分析在数据处理中的应用

给出了一种基于最小二乘法则的回归分析方法,推导了通式回归方程的表达式。应用在碱锰电池在线自动分检称重系统的数据处理中,回归误差很小,基本消除了非线性误差带来的影响。

基于加权最小二乘法的变保真代理模型

构建代理模型所用样本点可以分为高保真(high-fidelity,HF)和低保真(low-fidelity,LF)两类,前者准确率高,后者计算成本低,为了同时发挥两者的优点,提出了一种基于加权最小二乘法的变保真代理模型(MFS-WLS),该模型利用少量HF样本和大量LF样本,计算LF修正因子和差异函数的未知系数以表示高保真响应。将MFS-WLS与工程优化领域常用的两种变保真和一种单保真代理模型进行比较,结果表明MFS-WLS具有较高的预测精度和鲁棒性,最后通过压力机上梁轻量化设计案例进一步验证了模型的实用性。

利用回归分析与最小二乘法对影响产奶量的因素进行校正的比较研究

为了校正产犊月份和胎次对产奶量的影响，提高选种的准确性。以河北双娃奶牛场815头中国荷斯坦奶牛DHI测定结果为材料，利用回归分析和最小二乘法，制订了不同产犊月份和胎次对产奶量的校正系数。并且对两种研究方法的优劣进行了比较研究。两种方法对305天产奶量估计值与实际测定值之间均无显著差异，但利用最小二乘法得出的第1胎305天产奶量估计值与利用回归分析法得出的估计值之间差异显著（P=-0．04〈0．05），且1-4胎的最小二乘法估计值与实际测定值更为接近。最小二乘法在对影响产奶量因素校正上准确性明显优于回归分析，且应用起来更方便。

基于正交偏最小二乘法判别分析宁夏和河北产区市售马瑟兰葡萄酒理化特征和抗氧化能力

随着中国葡萄酒产业的不断发展,产区之间的同质化问题日趋严重。马瑟兰是近年来在我国各个产区均得到较好表现的优质品种。为解析宁夏和河北产区马瑟兰市售干红葡萄酒特征与差异,进而揭示马瑟兰在不同产区间的不同风格质量表现,对宁夏和河北产区共27款市售酒的理化性质、有机酸、花色苷和其他酚类物质含量及抗氧化能力进行检测,并结合正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)和相关性分析等方法进行分析。结果显示,两地区样品检测中除总酸含量外,其他基础理化指标含量都具有显著差异。有机酸中,琥珀酸是两地区含量差异最大的有机酸;河北地区马瑟兰酒样花青素-3-O-葡萄糖苷含量较高(0.0011 g/L),而二甲花翠素-3-O葡萄糖苷比宁夏地区酒样低0.033 g/L。基于单体酚含量建立的OPLS-DA模型区分效果最佳,其中11种单体酚对该模型的建立起关键作用。抗氧化能力与相关性分析的结果显示,河北地区马瑟兰酒样抗氧化能力显著高于宁夏地区,且总酚和单体酚类物质对此有重要贡献,特别是表儿茶酸没食子酸酯和龙胆酸。

基于一元线性回归模型异方差对加权最小二乘法的考察

作为普通最小二乘法的改进,加权最小二乘法用于存在异方差问题的线性回归模型的参数估计。文章通过对加权最小二乘估计量、加权最小二乘变换的分析,并结合实际例证研究发现,加权最小二乘法在应用中存在一些不足之处,因而当发现模型存在异方差时使用加权最小二乘法是存在风险的。

基于最小二乘法的应收账款信用成本回归分析

应收账款的信用成本是企业赊销管理中必须妥善解决的重要问题之一。本文以企业产品赊销过程中产生的应收账款信用成本为分析对象,运用最小二乘法及比率分析法对其构成及在企业赊销管理决策中的作用进行了分析。

多元线性回归分析中慎用偏最小二乘法

文章剖析了"偏最小二乘回归模型"的原理,指出了它的局限性以及使用的必要条件。并通过"成分数据线性回归建模"的应用实例说明有时利用偏最小二乘法建模效果并不好。