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基于1D-CNN的稻谷石墨烯远红外干燥模型及含水率在线预测

2024-06-06分类号:TP183;S511

【作者】王逸凡   井世亮   夏宇   Nuhu Jibril   赵海瑞   陈坤杰
【部门】南京农业大学工学院  江苏省农业机械鉴定站  
【摘要】[目的] 为了实现远红外稻谷干燥过程中水分比的精准预测,提出了一种基于1D-CNN(One-Dimensional Convolutional Neural Network)的稻谷干燥水分比预测模型,实现对干燥过程中稻谷含水率的在线预测。[方法]将稻谷初始含水率调到统一标准后,在自制的石墨烯远红外干燥试验台进行不同温度的干燥试验,每隔2 min采集一组包括干燥温湿度等8个工艺参数数据,经标准化处理后构成数据集。然后以8个工艺参数为输入,水分比为输出,构建1D-CNN干燥模型,通过训练确定模型参数,最后对模型进行验证并与6种经典薄层干燥模型及4种典型机器学习干燥模型进行比较。[结果] 试验结果表明,所提出的1D-CNN干燥模型能够很好地描述干燥过程中水分比的变化情况,决定系数R~(2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别达到0.993 1、0.018 9、0.012 1;含水率预测的平均绝对误差MAE和平均相对误差(mean relative error,MRE)分别为0.143 2%和0.007 8%,明显优于其他对比的干燥模型。[结论] 所提出的1D-CNN干燥模型能够准确预测稻谷干燥过程中含水率的变化,完全满足含水率在线检测需求。
【关键词】稻谷  1D-CNN模型  石墨烯远红外干燥  含水率在线预测
【基金】江苏省科技计划专项资金(重点研发计划现代农业)项目(BE2021305)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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