基于BP神经网络的苦瓜生长含水量预测模型matlab仿真

简介: 本项目展示了基于BP神经网络的苦瓜生长含水量预测模型,通过温度(T)、风速(v)、模型厚度(h)等输入特征,预测苦瓜的含水量。采用Matlab2022a开发,核心代码附带中文注释及操作视频。模型利用BP神经网络的非线性映射能力,对试验数据进行训练,实现对未知样本含水量变化规律的预测,为干燥过程的理论研究提供支持。

1.算法运行效果图预览
(完整程序运行后无水印)

T表示温度,v表示风速,h表示模型厚度

1.jpeg
2.jpeg
3.jpeg
4.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.部分核心程序
(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)

```for i = 1:13;
figure;
subplot(211);
plot(y1{i},'ro');
hold on
plot(Train_output1{i},'b');
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('BP神经网络输出水分比','实际测量水分比');
title(NAME{i});
grid on
subplot(212);
plot(y1{i}-Train_output1{i}' ,'b-');
xlabel('times');
ylabel('水分比误差');
grid on
ylim([-1,1]);
end
%风速变化显示
figure;
subplot(121);
plot(y1{1},'r-o');
hold on
plot(y1{2},'b-s');
hold on
plot(y1{3},'k-
');
hold on
plot(y1{4},'m-^');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('T=55,v=0.3,h=3','T=55,v=0.6,h=3','T=55,v=0.9,h=3','T=55,v=1.2,h=3');
grid on
title('BP神经网络输出');
ylim([0,1.2]);
subplot(122);
plot(Train_output1{1},'r-o');
hold on
plot(Train_output1{2},'b-s');
hold on
plot(Train_output1{3},'k-');
hold on
plot(Train_output1{4},'m-^');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('T=55,v=0.3,h=3','T=55,v=0.6,h=3','T=55,v=0.9,h=3','T=55,v=1.2,h=3');
grid on
title('测量值');
grid on
ylim([0,1.2]);
%厚度变化显示
figure;
subplot(121);
plot(y1{5},'r-o');
hold on
plot(y1{6},'b-s');
hold on
plot(y1{7},'k-
');
hold on
plot(y1{8},'m-^');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('h=3,T=55,v=0.9','h=6,T=55,v=0.9','h=9,T=55,v=0.9','h=12,T=55,v=0.9');
grid on
title('BP神经网络输出');
ylim([0,1.2]);
subplot(122);
plot(Train_output1{5},'r-o');
hold on
plot(Train_output1{6},'b-s');
hold on
plot(Train_output1{7},'k-');
hold on
plot(Train_output1{8},'m-^');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('h=3,T=55,v=0.9','h=6,T=55,v=0.9','h=9,T=55,v=0.9','h=12,T=55,v=0.9');
grid on
title('测量值');
grid on
ylim([0,1.2]);
%温度变化显示
figure;
subplot(121);
plot(y1{9},'r-o');
hold on
plot(y1{10},'b-s');
hold on
plot(y1{11},'k-
');
hold on
plot(y1{12},'m-^');
hold on
plot(y1{13},'c->');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('T=45,v=0.9,h=3','T=55,v=0.9,h=3','T=65,v=0.9,h=3','T=60,v=0.9,h=3','T=50,v=0.9,h=3');
grid on
title('BP神经网络输出');
ylim([0,1.2]);
subplot(122);
plot(Train_output1{9},'r-o');
hold on
plot(Train_output1{10},'b-s');
hold on
plot(Train_output1{11},'k-*');
hold on
plot(Train_output1{12},'m-^');
hold on
plot(Train_output1{13},'c->');
hold on
xlabel('times');
ylabel('水分比');
legend('T=45,v=0.9,h=3','T=55,v=0.9,h=3','T=65,v=0.9,h=3','T=60,v=0.9,h=3','T=50,v=0.9,h=3');
grid on
title('测量值');
grid on
ylim([0,1.2]);
05_060m

```

4.算法理论概述
BP(Back Propagation)神经网络是一种常用的前馈神经网络,广泛应用于模式识别、数据拟合、分类等领域。其核心思想是利用梯度下降法调整网络权值,最小化预测输出与实际输出之间的误差。BP神经网络通常由输入层、一个或多个隐藏层和输出层组成。假设有一个单隐藏层的BP神经网络,其结构可以用以下公式表示:

image.png

   激活函数用于引入非线性特性,常见的激活函数包括Sigmoid函数、ReLU函数等。这里我们以Sigmoid函数为例:

image.png

   水分含量是农产品出售、贮藏及加工中考虑的重要因素。干燥是一个复杂的过程,通常涉及到热量和水分的转移,即是传热传质。为了对花椒的真空干燥过程进行直观的分析,通过绘制干燥曲线对干燥过程进行描述,能够较准确地预测干燥过程中水分变化规律,国内外学者对物料的干燥过程进行了建模分析,最先由Lewis在1921年提出了干燥理论,并建立了Lewis模型,后来的学者在此干燥理论基础上衍生了更多的干燥理论及模型,为实际生产提供理论基础。

   引用BP神经网络对试验样本数据对机器进行训练,能够对未知的样本的变化规律进行预测,避免了繁琐的数学建模。为了探究BP神经网络在花椒真空干燥过程中的应用效果,使用BP神经网络对花椒真空干燥过程中物料的水分比变化规律进行预测和模型的建立,验证BP神经网络模型的应用效果,为干燥理论的研究提供可靠的依据。

苦瓜生长含水量预测模型

输入特征:温度T、风速V、厚度H等。
输出:苦瓜的预测含水量。

相关文章
基于IEEE 802.11a标准的物理层MATLAB仿真
基于IEEE 802.11a标准的物理层MATLAB仿真
606 0
基于MATLAB/Simulink平台搭建同步电机、异步电机和双馈风机仿真模型
基于MATLAB/Simulink平台搭建同步电机、异步电机和双馈风机仿真模型
1270 30
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
基于MVO多元宇宙优化的DBSCAN聚类算法matlab仿真
本程序基于MATLAB实现MVO优化的DBSCAN聚类算法,通过多元宇宙优化自动搜索最优参数Eps与MinPts,提升聚类精度。对比传统DBSCAN,MVO-DBSCAN有效克服参数依赖问题,适应复杂数据分布,增强鲁棒性,适用于非均匀密度数据集的高效聚类分析。
|
开发框架 算法 .NET
基于ADMM无穷范数检测算法的MIMO通信系统信号检测MATLAB仿真,对比ML,MMSE,ZF以及LAMA
简介:本文介绍基于ADMM的MIMO信号检测算法,结合无穷范数优化与交替方向乘子法,降低计算复杂度并提升检测性能。涵盖MATLAB 2024b实现效果图、核心代码及详细注释,并对比ML、MMSE、ZF、OCD_MMSE与LAMA等算法。重点分析LAMA基于消息传递的低复杂度优势,适用于大规模MIMO系统,为通信系统检测提供理论支持与实践方案。(238字)
|
12月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 存储
概率神经网络的分类预测--基于PNN的变压器故障诊断(Matlab代码实现)
概率神经网络的分类预测--基于PNN的变压器故障诊断(Matlab代码实现)
1305 0
|
12月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强融合算法】基于融合的水下图像与视频增强研究(Matlab代码实现)
946 0
|
12月前
|
算法 定位技术 计算机视觉
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
【水下图像增强】基于波长补偿与去雾的水下图像增强研究(Matlab代码实现)
1233 0
|
12月前
|
算法 机器人 计算机视觉
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
【图像处理】水下图像增强的颜色平衡与融合技术研究(Matlab代码实现)
400 0
|
12月前
|
新能源 Java Go
【EI复现】参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析(Matlab代码实现)
【EI复现】参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析(Matlab代码实现)
396 0
|
12月前
|
机器学习/深度学习 算法 机器人
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
使用哈里斯角Harris和SIFT算法来实现局部特征匹配(Matlab代码实现)
535 8

热门文章

最新文章