基于遗传组合网络的肉用人工嗅觉系统

根据肉的气味研制了一套适合肉品新鲜度检测的肉用人工嗅觉系统。通过分析肉品腐败机理,合理选用了气敏传感器阵列,优化设计了仿生气味收集装置及信号调理电路。依据肉气味模式,采用遗传优化的组合RBF神经网络作为模式识别方法。理化试验结果表明,肉用人工嗅觉系统检测肉新鲜度准确率达95%,优于其他通用人工嗅觉系统。     

基于圆锥形仿生气体室的鸡肉新鲜度电子鼻检测技术

为了快捷、无损检测鸡肉新鲜度,建立了基于圆锥形仿生气体采集室的电子鼻系统。根据鸡肉产生的气味,合理选用了气敏传感器阵列。借鉴嗅觉灵敏的犬类鼻道结构,优化设计了仿生气体采集室。采用RBF神经网络作为模式识别方法。经理化试验结果表明,系统检测鸡肉新鲜度准确率高达98.75%,因此所设计的仿生电子鼻检测鸡肉新鲜度是可行的。     

B571光学靶射击密集度参数测量系统改造设计

针对进口设备B571光学靶测试系统后端信号采集与处理部分故障后无法工作的问题,设计了一种采用数据采集装置的技术升级方案.方案包括硬件、软件和结构参数识别算法,硬件包括四通道数据采集装置和信号隔离仪,通过软件实现弹丸过幕信号的数据采集与处理,采用识别算法获取光学靶光幕探测传感器阵列结构参数.改造后的硬件和软件配合B571光学靶光幕探测传感器阵列,实现小口径弹丸射击密集度参数测量.实弹射击对比结果表明:射击密集度参数的测试误差小于1mm,满足实际靶场试验要求.文中研究的方法可以用于一类四光幕阵列光学靶的技术改造或升级.     

基于混沌神经网络的仿生鼻的研究及其应用

根据生物嗅觉信息获取的原理,构造了装有传感器阵列的仿生鼻鼻流道和控制装置,实现在嗅觉区域主动控制气体流量和气味分子浓度,提高了嗅觉灵敏度.针对人工嗅觉系统目前广泛采用的模式识别算法———人工神经网络BP算法存在的网络学习算法收敛缓慢的难题,使用更接近生物嗅觉的混沌优化神经网络算法,采用混沌算法对BP神经网络误差修正进行改进.对标准BP算法和混沌优化算法进行仿真比较,验证了混沌优化神经网络算法的优越性.最后用研究的仿生鼻对白酒进行了实验研究,最高识别率达100%.     

基于人体嗅觉特征的猪肉新鲜度仿生电子鼻检测技术

借鉴成人鼻腔的特殊结构及其嗅觉原理设计出具有仿生意义的气体室。根据猪肉产生的气味和传感器实验,合理选择气敏传感器。采用支持向量机(SVM)作为模式识别方法。经理化试验证明系统检测猪肉新鲜度准确率达96.45%,结果表明设计的仿生电子鼻系统检测猪肉新鲜度是可行的。     

足底压力阵列分析系统的研究与开发

足底压力信息采集在临床医疗、康复训练、运动训练方案制订等领域有着重要参考价值,有助于糖尿病、中风后遗症等疾病的临床医疗诊断、效果评估、人工关节设计、假肢设计和评估体育训练。足底压力阵列分析系统采用阵列式电阻式柔性薄膜压力传感器,基于STM32单片机设计足底压力阵列分析采集电路,蓝牙无线传输信息到上位机。软件平台采用高效可移植性好的HAL库程序开发。应用标定实验和算法计算确保系统可行性、准确性、鲁棒性。     

电阻点焊的信号采集及调理电路的设计

随着对电阻点焊质量要求的不断提高,现有的检验方法已不能满足低成本、高效率的现代化生产,因此,建立基于过程参数的电阻点焊质量评定系统非常必要。本文设计的应用于电阻点焊数据采集系统的电流传感器和电压传感器,以及与之配套的信号调理电路,完成积分和放大的功能。测试结果表明,所设计的信号调理电路符合设计要求,为开发电阻点焊质量评定系统提供了必不可少的硬件组成部分。     

高压激励电容层析成像系统传感器阵列设计

为了解决高压交流激励电容层析成像系统微小电容检测的灵敏度和分辨率更高给电容传感器阵列设计带来的新问题,分析了极板长度和极板张角对几个重要的传感器阵列评价指数的影响,利用仿真方法评估了不同极板参数条件下中心型、层流型和环流型的重建图像的空间图像误差,并以此为依据确定了一组极板参数.最后给出了根据设计参数制作的8极板传感器阵列模型及高压激励电容层析成像系统的图像重建实验结果.实验结果证明:所设计的传感器阵列达到了设计的预期目标,所确定的参数方法是可行的.     

基于多传感器融合的鸡肉新鲜度检测方法

为了快捷、无损检测鸡肉新鲜度,建立了一套基于电子鼻和力学参数两种传感器以及神经网络识别技术的智能检测系统。根据鸡肉腐败机理,合理选择传感器。采用RBF神经网络作为模式识别方法。经理化试验证明系统检测鸡肉新鲜度准确率达93.65%,结果表明设计的融合系统检测鸡肉新鲜度是可行的。     

基于模糊推理原则的车载多传感器全方位酒精检测系统

针对当前车载酒精检测系统信息采集单一化、模式化以及误差过大的问题,根据酒精测量信号的特点,采用传感、信号处理和模式识别等技术,以51系列单片机为核心,进行了车载酒精测试系统设计.该系统基础功能为判断驾驶员是否饮酒以及饮酒程度,其次能辅助做出相应的有益反应,系统旨在防止酒驾事故的发生.系统采用多传感器进行不同形式的全方位的信息采集,运用模糊推理原则进行编程实现数据的统一处理,对现有的车载酒精检测系统进行了改进,使车载酒精检测系统的判断准确性得以显著提高.对比分析表明:采用多传感器进行信息采集的酒精检测系统能有效提高实时判断的准确性,并能为辅助驾驶提供预判信息.     

测量海水温度分布的光纤光栅传感系统研究

介绍了基于光纤光栅的传感原理,完成了对光纤光栅温度传感器的实验室标定,得到了每个传感器专门的参数.通过对传感器进行铠装封装,排除了海水压力等因素的影响;设计了200m的光纤光栅传感器阵列,并将其应用到海洋环境探测中.试验对中国南海海域200m深的海水剖面温度进行了测试.提出了对测量数据应用Levenberg-Marqu...     

玉米汁辨识中的传感器阵列优化

针对玉米汁饮料品质评价自动化关键技术问题,对用于玉米汁饮料分类辨识的传感器阵列进行了筛选优化。采用因子分析对各传感器响应信号之间的内在关联进行了研究,依据相关系数和旋转后的因子含义将传感器分为6类,并组合成12组不同的传感器阵列。利用概率神经网络判定界面可以任意复杂的特点,选择平滑参数为0.01时构建的判定界面表征出不同组传感器阵列所得数据对分类结果的影响差异。选择S4,S2,P2,P3,S6,S7传感器组合,构建新的传感器阵列,并对7种玉米汁饮料进行辨识。优化后的传感器阵列对玉米汁饮料的分类准确率为98.016%,高于未经优化的传感器阵列的分类准确率(94.444%)。     

基于统计的无线传感器网络时钟同步协议

在Arvind提出的概率时钟同步算法基础上针对传感器网络进行了改进,采用在线测量传感器节点间消息传输时延值的方法,从根本上解决了传感器网络进行时钟同步时即要保证同步精度又要降低能耗和带宽消耗的矛盾.针对不同网络拓扑结构设计了簇内时钟同步协议和全局时钟同步协议,针对节点的事件触发工作模式设计了主动同步协议.实验结果表明,基于统计的时钟同步协议能够适应传感器网络的工作特性和需求.     

混频弱磁信号的采集与处理

为了校准由八个磁通门传感器组成的传感器阵列的灵敏度,设计了一个磁传感器阵列校准系统.利用多通道数据采集卡对信号进行采集,使用快速傅里叶变换和三角积分法对数字信号分别进行了处理.结果表明,利用快速傅里叶变换,可以得到准确的、相互靠近的峰值频率,其范围介于3.8~4.2Hz之间,信号的振幅约为200nT,与理论计算值相差较大;采用三角积分法进行处理,可以获得功率谱密度,得到准确的信号振幅,与理论预测值的误差小于5%.     

仿生机器鱼近壁面流场识别的人工侧线方法

针对仿生机器鱼目标近距离作业时的环境识别难题,提出一种基于人工侧线(ALL)的近壁面流场识别方法。理论分析了ALL感知近壁面流场环境的可行性,建立了ALL虚拟压力传感器阵列并采用计算流体动力学(CFD)方法计算并提取了不同参数条件下(来流速度v,靠壁距离d和游动频率f)仿生机器鱼的体表压力数据,建立了基于多层前馈神经网络的来流速度和靠壁距离预测回归模型,并对模型结构和数据特征进行了优化。结果表明:壁面效应将引起鱼体周围流场结构的非对称分布,鱼体头部和尾部的侧线传感器对流场参数的辨识度高,消除弱相关的特征对来流速度和靠壁距离预测指标的影响小且有利于降低预测模型的复杂度。研究结果能够为水下机器人环境识别的信息提取及处理提供理论方法。     

异构型无线传感器网络的生命周期

研究了一种异构型无线传感器网络的能量效率问题。该网络是具有不同初始能量的两类传感器节点以不同的数量均匀地分布在监测区域形成的,它基于簇的方式周期性采集数据传输到网关(sink)节点。本文对簇头节点和成员节点的能量消耗进行了数学建模,并且分析了网络的生命周期与检测区域参数之间的关系。通过理论分析和仿真结果得到了最大网络生命周期的最佳分簇数目以及不同层次节点的能量分配比例,并进一步导出了网络生命周期与簇头能量配置的关系。     

分级倾斜微圆柱结构的高灵敏度柔性触觉传感器

为了满足电容式柔性触觉传感器在可穿戴电子设备、智能机器人、人机交互等领域的精准触觉感知应用需求,基于分级倾斜微圆柱结构提出柔性触觉传感器．传感器在受到外界压强作用时,引起倾斜微圆柱分级变形,导致传感器电容增大．结合仿真和实验研究传感器结构特征对其灵敏度的影响规律,揭示不同结构参数设计的传感器信号输出与加载压强间的关系,优化触觉传感器结构．实验数据表明,所提传感器具有良好的灵敏度(0.44 kPa^?1)和低检测下限(2.6 Pa),响应时间为40 ms,最大迟滞误差为6.7%,在2 400次循环加/卸载过程中展现了优异的重复性和稳定性．该传感器可以拓展为不同尺寸和形状的“皮肤”阵列,实现了机械手精准感知和人体运动姿态监测．     

基于FBG的切削力测量装置设计与分析

在分析光纤光栅(FBG)应变传感器原理的基础上,结合切削力测量特点,提出将FBG应用于切削力测量,设计了八角环结构的切削测力装置并对结构进行受力分析.利用FBG传感器测量八角环弹性体应变,构建了切削力测量系统,并进行了不同切削用量切削试验.实验结果表明,所提出的基于FBG的切削力测量方法可行,结构可靠.