基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法技术

本发明专利技术为一种基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其克服了现有技术中存在的预测果蔬产品呼吸速率的精度不高，只能针对单一果蔬品种，拟合效果不稳定的问题，提出基于存储温度、存储时间、果蔬成熟度影响的果蔬呼吸速率模型，通过改进粒子群算法估计果蔬呼吸速率模型参数，果蔬呼吸速率模型参数精度高，适用范围广。本发明专利技术包括以下步骤：(1)构建果蔬呼吸速率模型；(2)粒子群参数初始化；(3)计算适应度值，更新粒子速度和位置；(4)更新全局最优粒子；(5)更新全局最差粒子；(6)调整学习权重；(7)达到收敛条件或最大迭代次数，是进入下一步，否则回到步骤(3)；(8)输出最优值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法

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[0001]本专利技术属于果蔬气调包装
，涉及一种基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法。

技术介绍
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[0002]气调包装是目前最有效的果蔬保鲜方法。在果蔬气调包装应用中，存在着两个动态过程：一方面，采摘后的果蔬仍具有呼吸作用，消耗包装内的O2使其浓度逐渐降低，释放CO2使其浓度逐渐升高。另一方面，包装内外不同气体分压导致气体渗透作用。包装外部的O2浓度高于包装内浓度，导致O2渗透扩散至包装内部；而包装内部的CO2浓度高于包装外浓度，导致CO2渗透扩散至包装外部。当果蔬呼吸消耗O2的速率等于通过薄膜渗入O2的速率，且果蔬呼吸释放CO2的速率等于薄膜渗出CO2速率时，包装内建立起关于O2和CO2气调动态平衡环境。
[0003]气调包装设计在于使果蔬的呼吸速率和薄膜的透气率匹配，形成最佳存储条件，即上述气体动态平衡环境。在气调动态平衡环境下,果蔬的呼吸速度降到最低代谢水平,从而延长果蔬产品货架寿命。
[0004]建立果蔬呼吸速率模型是正确设计气调包装的基础。设计不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)构建果蔬呼吸速率模型；(2)粒子群参数初始化；(3)计算适应度值，更新粒子速度和位置；(4)更新全局最优粒子；(5)更新全局最差粒子；(6)调整学习权重；(7)达到收敛条件或最大迭代次数，是则进入下一步，否则回到步骤(3)；(8)输出最优值；2.根据权利要求1所述的基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立基于温度、成熟度和存储时间共同影响的果蔬呼吸速率模型如下：(1)建立基于温度、成熟度和存储时间共同影响的果蔬呼吸速率模型如下：其中，和分别为存储温度T、成熟度Ma和存储时间t条件下O2和CO2的呼吸速率，mL/(kg
·
h)；和分别为O2和CO2的基础呼吸速率,mL/(kg
·
h)；α、β分别为O2和CO2呼吸速率模型的温度系数；μ、ν分别为O2和CO2呼吸速率模型的成熟度系数；ρ、σ分别为O2和CO2呼吸速率模型的存储时间系数；(2)对果蔬进行采后处理，使用果实硬度计分别测量实验前后果蔬硬度，对绿叶类蔬菜，测量其茎部硬度，其余测量果肉组织硬度。在不同存储温度条件下，测量气调包装内CO2、O2的气体浓度，根据气体浓度分别计算CO2、O2的呼吸速率；(3)构建CO2、O2呼吸速率模型的适应度函数，通过改进粒子群算法求解果蔬呼吸速率模型参数。3.根据权利要求2所述的基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其特征在于：步骤(2)中所述的采后处理及硬度测量，是指采摘后的果蔬经过清洗、风干、在实验温度T
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下预冷30min，使用果实硬度计对果蔬进行硬度测量；步骤(2)中所述的不同存储温度条件下测量气调包装内CO2、O2的气体浓度及计算CO2、O2的呼吸速率，是指选用带盖玻璃罐，放入果蔬后封闭，每隔4小时通过盖上小孔使用顶空气体分析仪测量玻璃罐内O2和CO2浓度，每隔一天稍微打开盖子防止O2浓度过低造成无氧呼吸,t时刻O2和CO2呼吸速率按公式(3)、(4)计算；
其中，分别为果蔬在t时刻关于O2和CO2的呼吸速率,mL/(kg
·
h)；分别为t时刻O2和CO2的浓度,％；分别为初始时刻O2和CO2的浓度,％；V
f
为顶空自由体积，mL；t、t
i
分别为当前时刻和初始时刻，h；W为果蔬质量，kg。4.根据权利要求2所述的基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其特征在于：步骤(2)中所述的不同存储温度条件下，是指分别在5、15、25℃条件下进行预冷和实验。5.根据权利要求2所述的基于改进粒子群算法的果蔬呼吸速率模型参数估计方法，其特征在于：步骤(3)包括以下步骤：S1、随机初始化粒子的位置向量、速度向量，每个粒子初始位置设置为个体最优值，种群的最优值设置为全局最优值，其中，粒子群位置向量即为果蔬呼吸速率模型所要估计的参数和S2、分别构建CO2、O2呼吸速率模型的适应度函数：其中，CO2呼吸速率的适应度函数如下：其中，O2呼吸速率的适应度函数如下：S3、更新每个粒子的速度和位置，计算粒子的适应度进行适应度函数评价；S4、按大到小排序构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹乐，袁艳，李润，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：