电子鼻的异常数据处理及特征提取方法研究

发布时间：2021-01-30 07:43

　　当前,环境问题、食品安全问题成为社会的焦点,故对气体的客观准确地鉴别与人们的生活息息相关。电子鼻是模拟动物嗅觉机理来实现对气体进行定性定量识别的装置。近几年,电子鼻的研究成果层出不穷,相关技术发展迅速。电子鼻的气敏传感器的稳定性较差,且易受环境因素的影响,产生异常数据在所难免,从而影响后续的特征提取方法的效果。目前电子鼻的特征提取方法可以分为局部特征提取法和整体特征提取法。局部特征提取法考虑的是曲线的局部信息,是提取响应曲线的某一时刻的值;整体特征提取法考虑的是曲线的整体信息,直接对整条响应曲线进行处理,大部分是采用曲线拟合法。大多数的研究中,只考虑了其中一种特征提取方法。局部特征提取法主要依赖响应曲线的几何特征,但电子鼻的气敏传感器的响应受到很多因素的影响,不仅仅只与气体有关系。曲线拟合法依赖拟合的模型,是一种近似的方法。所以两种方法均欠缺准确,降低了电子鼻的识别率。针对上述问题,本文提出了K-均值聚类加权算法优化t检验准则的异常数据处理算法及局部和整体特征相结合的特征提取法。前者利用K-均值聚类加权算法对样本数据进行分析,提取修正数据。t检验准则检测到异常数据后,用修正数据代替异常... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电子鼻实物图

电子鼻又称为人工嗅觉分析系统，是结合气敏传感器技术和信息处理技术以模仿动物嗅觉系统来对被测气体进行感知、分析和识别的装置。动物嗅觉系统的工作原理图如图 2-2 所示。当空气中的气体分子刺激到嗅觉受体细胞时，被激活的嗅觉受体细胞将气体分子信息转化为电信号，并传送至嗅小球。最后与嗅小球相连的僧帽细胞被激活，接受嗅觉信息，其轴突将信息传给脑部，在此完成嗅觉的主观识别。

图 2-6 MQ-3 在 50ppm C2H5OH 样本下的响应特性曲线响应过程分为四种不同阶段：稳定状态：传感器在空气测试环境中的阻值达到稳定的状吸附过程：传感器与待测气体发生作用，阻值不断改变的最大响应：与气体反应一段时间后，传感器对待测气体的状态。


本文编号：3008532