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《基于動態(tài)分類器集成的MEMS氣體傳感器陣列的氣體定性識別方法.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第12期傳感技術(shù)學(xué)報V01．26No．122013年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．2013AMethodforGasQualitativeDiscriminationUsingMEMSGasSensorArrayBasedonDynamicClassifierEnsembleLiuHang，TangZhen’an(CollegeofElectronicScienceandTechnology，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaonin
2、g116024，China)Abstract：Sensorresponsedriftremainstobethemostchallengingproblemingassensing．Weproposedanovelensemblemethodwithdynamicweightstosolvethegasdiscriminationproblemregardlessoftheirconcentrationwithhighaccuracyoverextendedperiodsoftime．Themethodusesadynamicweigh
3、tedcombinationofclassifierstrainedatdifferentpointsoftime．Theirweightsintestingfuturedatasetsarepredictedbyfittingfunctionswhichareobtainedbyproperfittingofoptimalweightsintraining．Wecomparedtheperformancesoftheproposedmethodandcompetingmethodsinexperimentbasedonthepubli
4、cdatasetoveraperiodofthreeyears．Asresultsillustrate，theproposedmethodperformsbetterthanothers．Furthermore，themethodcanbefurtheroptimizedbyapplyingafittingfunctionthatisbettermatchvariationoftheoptimalweightovertime．Keywords：MEMSgassensor；sensorarray；driftcompensation；cla
5、ssifierensemble；dynamicweightsEEACC：7230Ldoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．12．005基于動態(tài)分類器集成的MEMS氣體傳感器陣列的氣體定性識別方法術(shù)劉航，唐禎安(大連理工大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116024)摘要：氣體識別研究中，傳感器的性能漂移問題始終是最具挑戰(zhàn)的問題之一。為了減少漂移對氣體識別的影響，利用動態(tài)分類器集成技術(shù)，針對基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器陣列，提出了氣體識別方法。主要關(guān)注對氣體樣本在任意濃度下的定性分析。該方法基于支持向量機(jī)(SVM
6、)分類器，首先利用在不同時間段采集的數(shù)據(jù)分~]iJII練SVM分類器，再利用各分類器對不同時期數(shù)據(jù)的最優(yōu)權(quán)值，估計擬合函數(shù)的參數(shù)；然后利用擬合函數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的采集時刻，預(yù)測各分類器的權(quán)值；最終利用預(yù)測的權(quán)值，對所有分類器的識別結(jié)果進(jìn)行集成，得到最終識別結(jié)果。利用累積三年的測量數(shù)據(jù)，對該方法與已有類似方法的性能進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示，該方法可以在較長時間內(nèi)具有更高的準(zhǔn)確率，而且，該方法可以通過選擇更合理的擬合函數(shù)，提高識別性能。關(guān)鍵詞：MEMS氣體傳感器；傳感器陣列；漂移補(bǔ)償；分類器集成；動態(tài)加權(quán)中圖分類號：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號
7、：1004—1699(2013)12—1649—06電子鼻是一種由氣體傳感器陣列構(gòu)成的，具有模器發(fā)展中遇到的最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)之一。式識別功能的，氣體或氣味的檢測系統(tǒng)J。針對不同一般來說，傳感器性能的漂移由兩個因素引應(yīng)用領(lǐng)域，可以定性分析氣體成分，或定量分析各成起』。一個是由傳感器的納米結(jié)構(gòu)決定的，發(fā)生在分濃度。理論上，氣體傳感器對相同氣體混合物能夠傳感器材料的表面，被稱為一階漂移(First．Order得到完全一樣的響應(yīng)信號，并在測試氣體消失后，響Drift)。微觀結(jié)構(gòu)的變化(如老化或中毒)，影響了應(yīng)信號迅速回歸基線。然而，在真實環(huán)境下，目
8、前的傳感器表面在與被檢測氣體接觸過程中發(fā)生的物理傳感器在較長時間內(nèi)無法保持上述性能_2J。傳感器和化學(xué)反應(yīng)。另一個是由測量環(huán)境的一些不可控因在相同的環(huán)境下，其響應(yīng)會發(fā)生一定的漸變或突變，素產(chǎn)生的漂移，被稱為
