[发明专利]一种球形水果质地预测模型的建模方法

摘要

本发明公开了一种球形水果质地预测模型的建模方法。包括如下步骤：建模样品集的采集；试验样本的准备；质量的测定；果形系数的测定；振动信号的采集；振动特征参数的提取；质地指标的测定；周期试验；初始质地预测模型的建立；修正质地预测模型的建立和验证。本发明通过对振动特征参数的提取与筛选，可得到与质地最紧密相关的多个振动参数，从而使振动频谱的有益信息得到充分表达；同时，用果形系数对模型进行修正，提高了模型的预测精度和适应性。

主权项

一种球形水果质地预测模型的建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）建模样品集的采集：挑选同一批次，无虫蛀，无畸形的球形水果作为待测样本，存放过程中剔除腐烂、表面变质等样本；步骤2）试验样本的准备：随机从已采集的待测样本中选择不少于3个试验样本，提前24小时放入待测环境中；步骤3）质量的测定：用电子天平逐一称重试验样本；步骤4）果形系数的测定：分别沿“果梗‑果萼”方向和水果赤道测量水果的高h和直径d各3次，每次间隔120°，分别取平均值作为该试验样本的高h和直径d，再用高和直径平均值的比值作为果形系数SI： SI = h ‾ / d ‾ 步骤5）振动信号的采集：试验样品置于振动台中心位置，振动台在激励信号的控制下进行振动，用加速度传感器和激光多普勒测振仪分别测量振动台和水果上表面顶点的振动，加速度传感器和激光多普勒测振仪采集到的两路振动信号通过数据采集卡送至计算机并保存，采样频率是扫频终止频率的2.56倍；步骤6）振动特征参数的提取：对采集到的两路振动信号通过信号处理软件进行滤波、积分、快速傅里叶变换处理，再求幅频响应和相频响应，并提取振动特征参数；步骤7）质地指标的测定：采用Magness‑Taylor戳穿实验法，在水果赤道处每隔360/a度选取一个点，a=2～4，共选取a个点，将a个点的质地指标值取平均作为每个试验样本的质地指标；步骤8）周期试验：按m天为一个实验周期，共进行k个实验周期，每个周期重复步骤2）～7）；步骤9）初始质地预测模型的建立：将待测样本划分为校正组和验证组，基于校正组采用逐步多元线性回归方法，从步骤6）提取的振动特征参数中筛选出与质地指标关系最为密切的特征参数，并建立多元线性回归模型：Y＝f1(x1,x2,…,xn)式中，Y为质地指标的预测值，x1,x2,…,xn为筛选出的振动特征参数；步骤10）修正质地预测模型的建立和验证：将步骤4）得到的果形系数SI作为修正因子加入步骤9）得到的初始质地预测模型，进行线性回归，得到修正质地预测模型：Y'＝C0f1(x1,x2,…,xn)+C1(SI)+C2式中，Y'为修正后的质地指标预测值，SI为果形系数，C0‑C2为回归系数；基于验证组对建立的修正质地预测模型进行验证。