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本文分五个部分。概述了近年来含能化合物,在线红外光谱技术和独立成分分析法的发展和应用,并使用独立成分分析法和其改进的方法研究了3,5-二氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基吡唑、3-氨基-4-偕氨肟基呋咱三种化合物的合成反应过程,解析得到了反应过程的中间体、反应物和产物的浓度变化信息和红外光谱图,为反应机理的研究提供了新的研究方法。第一章概述了过程分析、在线红外结合化学计量学的应用及研究进展、独立成分分析的算法原理及其在化学领域的应用研究进展第二章核独立成分分析对3,5-二氨基-1,2,4-三唑的合成机理研究通过在线FT-IR光谱技术对二腈二胺和二盐酸肼合成3,5-二氨基-1,2,4三唑的合成反应过程进行了实时监测,并采用四种独立成分分析算法：快速不动点算法(Fast-ICA)、核独立成分分析(KICA)、特征矩阵联合近似对角化(JADE)、极大似然独立成分分析(MLICA)和多元曲线交替最小二乘(MCR-ALS)等化学计量学方法对数据进行了解析,得到了反应物、中间体和产物的IR光谱,并且比较了这些方法的结果,发现KICA算法最好。而且KICA算法计算时间最短、计算结果最准确。此外,通过DFT B3LYP方法对反应过程中的中间体进行了验证。以上结果表明由KICA方法估计的结果和量子化学计算得到的结果一致。在线FT-IR光谱技术结合KICA方法可以有效地应用到3,5-二氨基-1,2,4三唑和机理的研究并且对其它类型的机理研究具有指导意义。第三章核独立成分分析对4-氨基-3,5-二甲基吡唑合成机理的研究采用在线FT-IR光谱技术对水合肼和2,3,4-戊三酮-3-肟合成4-氨基-3,5-二甲基吡唑的反应过程进行了监测。利用KICA、主成分分析(PCA)、小波变换(WT)等方法对反应过程的光谱数据进行了处理,获得了反应物、中间体和反应产物的浓度及光谱变化信息,从而推测出该合成过程的反应机理。并且采用量子化学中的DFT B3LYP方法对反应过程中所包含的中间体结构进行了优化和红外振动频率的计算,与KICA估计的结果对比,发现结果相一致。这表明KICA法成功地应用到4-氨基-3,5-二甲基吡唑的合成机理的研究。第四章一种FastICA-ALS混合算法对3-氨基-4-偕氨肟基呋咱合成机理研究通过在线FT-IR光谱技术对丙二腈、盐酸羟胺和亚硝酸钠合成3-氨基-4-偕氨肟基呋咱的反应过程进行了监测。我们提出了一种FastICA-ALS混合算法,采用该算法对3-氨基-4-偕氨肟基呋咱合成反应红外光谱数据进行处理,获得了该反应过程的反应物、中间体和反应产物浓度及光谱变化图,从而推测出了反应机理,结果表明该方法可以应用在反应机理的推测中。而且该混合方法可以成功地对解析数据过程中的浓度进行非负限制,使数据解析更符合实际意义。