電子鼻傳感器陣列信號的差異校正及漂移補償研究.pdf

1、電子鼻技術(shù)是人工嗅覺模擬技術(shù)的應(yīng)用，其模仿生物嗅覺對待測氣味進行感知、分析和識別，首先通過傳感器陣列獲取信號，然后利用模式識別技術(shù)對被測氣味進行識別輸出。電子鼻系統(tǒng)具有檢測速度快、可實時在線進行無損或無創(chuàng)檢測的特點。本文以電子鼻在空氣質(zhì)量檢測中的應(yīng)用為背景，主要研究了特征提取方法、傳感器陣列信號的差異校正以及傳感器的漂移補償問題。
　　本文首先對模式識別領(lǐng)域涉及到的特征提取問題進行了研究。由于人工嗅覺系統(tǒng)中多種污染氣體模式呈現(xiàn)出的

2、線性不可分特征，一般的特征提取方法很難有效提取非線性特征。因此，本文重點研究了一種新的非線性特征提取方法，核熵成分分析法（KECA）。該方法將信息熵的概念引入到特征分析中，能夠更有效地提取電子鼻數(shù)據(jù)的特征信息，并與支持向量機相結(jié)合，提高了電子鼻對污染氣體的識別精度。
　　針對電子鼻系統(tǒng)中半導(dǎo)體氣體傳感器同類型間的板間差異問題，本文提出了一種基于數(shù)據(jù)重構(gòu)的傳感器信號校正模型。該方法通過對主板的每個傳感器建立一個預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，將主板的傳感

3、器響應(yīng)特性保存在預(yù)測網(wǎng)絡(luò)中。在進行板間校正時，通過預(yù)測網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)出主板的響應(yīng)，然后再將從板向重構(gòu)的主板進行校正。該方法克服了傳統(tǒng)校正方法對主板的依賴，避免因為主板發(fā)生漂移而帶來的誤差。
　　針對電子鼻系統(tǒng)中半導(dǎo)體氣體傳感器的漂移現(xiàn)象，提出了一種新的基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的在線漂移補償模型。該方法利用傳感器基線響應(yīng)中所包含的豐富的漂移信息，采用標(biāo)準(zhǔn)化的方法對當(dāng)前的響應(yīng)進行漂移補償。由于電子鼻系統(tǒng)在實時的工作過程中是沒有基線響應(yīng)的，要想實現(xiàn)該模