基于bp神经网络提高霍尔电流传感器测量精度的研究

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1、学校代码：10255学号：2121129基于BP神经网络提高霍尔电流传感器测量精度的研究rnl_●--l。neresearchOnlmpr0VIn2theaccuracyofHallcurrentsensorbasedonBPneuralnetwork信息科学与技术学院电气工程王祥卢文科教授2014年5月院业名师学专姓导东华大学学位论文原创性声明删本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及

2、成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：王象1：f日期：弘l·年口r月xL日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密配学位论文作者签名：日期：J们≯年b蜩2工日疥7指导教

3、师签名：芦≥计日期：》Iv年r月y。基于BP神经网络提高霍尔电流传感器测量精度的研究摘要霍尔电流传感器是利用霍尔效应制作出来的电流检测器件，因其具备非接触测量、测量范围大、精度高、动态性能好、过载能力强等优点而被广泛应用。传感器在获取信息的时候会受到工作环境中其他因素的影响，导致工作不稳定，精度不高，多传感器融合技术就是综合利用多传感器信息，通过他们之间的协调和性能互补的优势，克服单一传感器的不确定性和局限性，提高整个传感器系统的有效性能。本论文首先介绍了智能传感器、数据融合技术和人工神经网络的发展及现状；然后提出本文的研究对象——霍尔电流传感

4、器。论文说明了霍尔元件的工作原理，分析了其测量误差。针对开环霍尔元件受温度影响比较大，采用多传感器技术，将电流传感器设置为主传感器，温度传感器作为辅助传感器，将两者测得数据作为数据融合输入。论文采用BP神经网络作为数据融合算法，以标准BP神经网络为基础，研究了多项式BP神经网络，并初步尝试了小波BP神经网络。多项式BP神经网络的阈值设置为零，输入层至隐含层的权值设置为1，隐含层至输出层的权值可以通过矩阵伪逆的方法直接求出；小波BP神经网络结构为紧致型结合，采用Morlet函数作为小波函数；通过Matlab仿真比较了这三种BP神经网络。结果表明标

5、准BP神经网络和多项式神经网络都具备良好的消除传感器交叉敏感性的功能，且多项式神经网络的效果更为明显，而小波BP神经网络在这种条件下效果并不明显。多项式神经网络一次性求出权值，迭代次数为1，融合精度高，在数据融合前，霍尔电流传感器的灵敏度温度系数为7．861×10～，采用多项式BP神经网络对霍尔电流传感器进行了数据融合，其温度灵敏度系数提高到6．906X10一，从而得到的结论是多项式神经网络算法将霍尔电流传感器灵敏度系数提高了一个数量级，因此将其作为本文的多传感器数据融合算法。论文最后搭建了基于STM32F103ZET微处理器的传感器测量系统，

6、系统主要包含温度采集电路、霍尔电流采集电路、LCD液晶显示电路，调试电路及微处理器电路，系统的软件部分采用Keiluvision4编程实现，采用模块化设计，最后采用神舟tSTM32系统作为算法移值的测试系统，试验结果表明多项式神经网络移值非常简单、应用方便。关键词：霍尔电流传感器，数据融合，神经网络，STM32F103智能控制目录THESTUDYANDDESIGNONIMPROVINGTHEACCURACYoFHALLCUI眦NTSENSORBASEDoNBPNEURALNETWORKABSTRACTHallcurrentsensorisacu

7、rrentdetectiondevicemadebyusingHalleffect，whichiswidelyusedforitsadvantagesofnon-contactmeasurement，widemeasurementrange，highaccuracy’gooddynamicperformance，strongovedoadcapacity,etc．．'Whenacquiringinformation，thesensorwillbeaffectedbyotherfactorssuchasworkenvironment，whichw

8、illresultininstabilityandlowaccuracy,andmultisensorfusiontechnologyiscompre