基于人工神经网络的传感器非线性失真校正研究(可复制论文).pdf

基于人工神经网络的传感器非线性失真校正研究摘要传感器是检测系统中的核心元件,其准确性对检测系统的性能起着决定性的作用,传感器非线性失真校正是提高传感器性能指标的主要技术之一,这也成为目前国内外研究的一项重要课题。本论文研究的主要内容是传感器非线性失真校正,提出了一种非线性失真校正方法,即基于人绲拇ǜ衅鞣窍咝允д嫘U本论文简要介绍传感器的传统非线性失真校正方法,在此基础上通过理论分析,论证了基于人工神经网络的传感器非线性失真校正方案的可行性,建立了此非线性失真校正方法的模型,与传统的非线性失真校正方法相比降低了系统的复杂度。本文人工神经网络采用网络结构,介绍了网络算法的计算过程和特点,并且在建模过程中分析了它们在应用中需要注意的一些问题,如隐层节点数、容许误差的选择等。本论文选用嵌入式系统作为网络的载体,详细描述了整个硬件系统的构建,即将电压传感器输出的信号,经真有效值/直流转换器;怀芍绷信号,再进行疍转换,变为数字信号,然后在平台上运用改进的网络对其进行校正,使其尽量地逼近真实值,最后通过允静馐允萁峁S胗件系统相匹配的软件系统分为训练和测试两个过程,首先训练网络,训练样本数为个,教师信号为精密交流电压表输出的真有效值;然后使用训练之后的网络对传感器的输出进行校正,与未经网络的传感器输出进行比较。实验结果表明,运用本文提出的改进的网络校正传感器非线性失真,取得了较好的效果。该方法也可用于其它系统非线性失真校正,如测量仪器的传输系统等。关键词:非线性失真;传感器;人工神经网络;真有效值作者:方志鹏指导老师:陈小平摘要
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研究生签名:孑雌日期:砌..期:坦里:￡:苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明学位论文独创性声明期:趁皇丘学位论文使用授权声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相~致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权苏州大学学位办办理。
,传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成【俊4ǜ衅鞯姆展,大体上经历了三个阶段:第一阶段是结构型传感器。它利用结构参数的变化来感受和转换信号,如电阻应变式传感器是利用弹性敏感元件变形引起应变电阻的变化,而电感式传感器则是利用位移引起的自感互感的变化。这一代传感器原理简单,性能可靠。第二阶段是年代发展起来的物性型传感器,即固态型传感器。它由半导体、电介质、磁性体等固态敏感元件构成,利用材料的某种特性随被测量体的变化来感受和转换信号,而结构参数在信号转换过程中基本不变。由于直接利用材料的效应,减少了转换环节,使敏感元件和转换元件合二为一,实现了固体化,同时具有结构紧凑、体积小、质量轻、响应速度快等优点。第三阶段是年代刚刚发展起来的智能传感器,它在大规模集成电路和微处理器技术迅速发展的条件下应运而生,是集成化和功能化相结合的产物。这种传感器具备数据处理能力,且有一定的智能,如果变化规律已知且重复性好,此时,传感器不需要复杂而费时的模拟补偿来改善性能,而可以借助软件对非线性滞后、温度等特性进行校正。随着信息科技的发展,传感器在汽车制造、工业仪器仪表、农林水产、海洋气象、资源能源等领域获得了广泛的应用,并朝着高精度、小型化、集成化、数字化、智能化的方向发展。随着新技术革命的到来,世界开始进入信息时代,而传感器技术、通讯技术以及计算机技术并列为现代信息技术的三大基础,分别构成信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器处于自动检测与控制系统之首,是感知、获取与检测信息的窗口,并且处于基于人工神经网络的传感器非线性失真校正研究
研究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程要获取的信息,都要通过它转换为易传输和易处理的电信号。因此,传感器的地位与作用特别重要,甚至有“谁掌握和支配了传感技术谁就支配了新