基于类Legendre基的气体传感器阵列信号的正交分解.pdf

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1、第25卷第11期传感技术学报V0l_25No．11CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．20122012年11月OrthogonalDecompositionofGasSensorArraySignalsBasedonaQuasi-LegendreBasisZHANGWenna，QINGuojun，HUNiaoqing(CollegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDef

2、emeTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Anewdecompositionmethodbasedonanorthogonalquasi—Legendrebasisisproposed，whichdecomposingthegassensorarraysignalsinthetimedomaintoanalternativespacespannedbyasetoforthogonalfunctions．Ane—lectronicnoseisappli

3、edtodetectthevolatilegasintheheadspaceofgearoilandmachineoil．Thesignalsaredecomposedintofiveorthogonalquasi-Legendrefunctions，whichpreservethemeaningfulinformationcomingfromthewholedynamicresponse．Accordingly，theresultedcoefficientsareusedasfingerpri

4、ntsofthegasbeingtested．TheyareappliedtobuildthePLS—CAdiscriminationmodelsandPLSquantificationmodels．Theresultsshowthattwokindsofgasesareclearlydiscriminatedbytheclassifier，andthedifferentconcentrationsofthegasesarecorectlypredictedbythePLScalibration

5、models．Thefeatureextractingmethodbasedonquasi—Legendrebasisisaccurateandfeasible，anditneedsnoanypreprocesses，whichprovidesanewwayfortheprocessingofsensoraraysignals．Keywords：gassensorarray；featureextraction；orthogonaldecomposition；Quasi-Legendrebasis

6、EEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．011．002基于类Legendre基的气体传感器阵列信号的正交分解术张文娜，秦国军，胡茑庆(国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要：提出了一种基于类Legendre基的气体传感器阵列响应信号的正交分解方法，将时域信号转换到由类Legendre基张开的空间。使用电子鼻系统对齿轮油和机油两类挥发气体进行了检测，对响应幅值进行正交分解，应用前5个基函数建立的模型能准确地描述整个动态响应过程。提取

7、展开系数为特征值建立PLS—CA定性分类和PLS定量分析的模型。结果表明，PLS—CA分离器实现了对两类样本的有效分类，PLS定量模型可以准确地预测挥发气体的浓度。说明基于类Legendre基提取特征参数的方法准确可行，在应用时不需任何预处理，为气体传感器阵列信号的处理提供了一种新方法。关键词：气体传感器阵列；特征提取；正交分解；类Legendre基中图分类号：TP2l2．6文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)11—1479—05自从1962年Seiyama等首次提出应用半导体

8、传通常的方法是提取尽可能多的参数值组成特征值集感器检测气体以来，气体传感器在气体检测中的发挥合，在此基础上选择一个合适的子集。目前有多种提了重要的作用¨J。由于单个氧化物半导体传感器取参数值的方法：如提取稳态值和初始响应值的差存在选择性差和交叉敏感特性，实际应用中选择多个异7-8]；从整个动态响应过程中提取均值、时间段的敏感特性有差异的传感器组成阵列。在进行气体识积分值等不同的参数；应用系统识别理论卜；别和定量分析时，通常提取传感器阵列响应的特征数以及利用其他信号处理方法如随机共振信噪比谱据值，