Frost, Volker Jörg: Kalibrationsoptimierung mittels Genetischer Algorithmen

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Inhaltsverzeichnis
 
 

Titelblatt
 
 
 
1 Einleitung 1
2 Entwicklung und Anwendung Genetischer Algorithmen 5
3 Datenanalyse und Regression 11
3.1 Lambert-Beersches Gesetz 11
3.2 Multivariate Analysenverfahren 13
3.2.1 Principal Component Regression 14
3.3 Reduktion der Daten 26
3.3.1 Underfitting und Overfitting 27
3.4 Problematische Aspekte von Modellen 29
3.5 Validierung 30
3.5.1 Restvarianzwert 30
3.5.2 Standard Error of Estimate 31
3.5.3 Standard Error of Prediction 31
3.5.4 Standard Error of Analysis 33
4 Faktor-Selektion 35
4.1 Klassische Selektionsverfahren 36
4.1.1 Deterministische Auswahlverfahren 37
4.1.2 F-Tests 39
4.2 Kritische Betrachtung der klassischen Methoden 40
4.3 Genetische Algorithmen in der Faktorauswahl 43
4.3.1 Aufbau und Grundfunktionen Genetischer Algorithmen 44
4.3.2 Validation Genetischer Algorithmen 55
4.4 Bewertung von Kalibrationsmodellen 56
4.4.1 Varianz von Standardabweichungen 57
4.4.2 Net Analyte Signal 60
5 Datensätze und Software 67
5.1 Simulierte Datensätze 67
5.1.1 Spektrenberechnung 67
5.1.2 Basislinieneneffekte 68
5.2 Reale Datensätze 59
5.2.1 Weizen-Spektren 69
5.2.2 Olfen-Spektren 71
5.2.3 Wäßrige Systeme 73
5.3 Eingesetzte Software 73
6 Faktor-Selektion - Ergebnisse und Diskussion 77
6.1 Over- und Underfitting 77
6.1.1 Sortierung nach Korrelationskoeffizienten 84
6.2 Gegenüberstellung von GA und klassischen Selektionsverfahren 88
6.2.1 Kalibration des Weizen-Datensatzes 89
6.2.2 Kalibration des Olfen-Datensatzes 100
6.3 Modifizierte Fitnessfunktionen 104
6.3.1 Durbin-Watson-Test 105
6.3.2 Fitnessfunktionen 107
7 Der Genetische Algorithmus 117
7.1 Parameter und Stopfunktion des Genetischen Algorithmus 117
7.1.1 Konvergenz Genetischer Algorithmen 118
7.1.2 Stopfunktion im Genetischen Algorithmus 122
7.1.3 Robustheit Genetischer Algorithmen 124
7.2 Spezielle Module des Genetischen Algorithmus 127
7.2.1 Parallele Genetische Algorithmen 128
7.2.2 Migrations-Modell 130
8 Zusammenfassung 137
  Literaturverzeichnis 141
  Tabellenverzeichnis 150
  Abbildungsverzeichnis 152
  Abkürzungen 155
  Anhang 157
A.1 Einteilung der NIR-Spektren 157
A.2 F-Verteilung und F-Tests 157
A.3 Berechnungen zur Orthogonalität von Scores 159
A.4 Tabellen 161
A.5 VG-Optionsliste 167
  Index 171