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毕业设计

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DZ209传感器非线性校正的算法研究,毕业设计

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二 八 届 毕 业 设 计 开 题 报 告 学 院： 信息工程学院 专 业： 电子信息工程 姓 名： 王 兵 学 号： 2403040209 指导教师： 冯 小 明 完成时间： 2008-03-28 二八年三月 nts长安大学毕业设计开题报告表 课题名称 传感器的非线 性校正算法的研究 课题来源 自 选 项 目 课题类型 工 程 设 计 指导教师 冯 小 明 学生姓名 王 兵 学 号 2403040213 专 业 电子信息工程 nts一、课题的意义 ： 传感器是利用某种功能 (即效应 )将被测 的量 (物理量 )敏感并变换成可以测量的量的一种器件，它是当今自动化设备的感知器官。传感器实质上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种物理量或信号转化为电信号量的敏感器件 。传感器在现代科学技术中有着广泛的应用 。理想传感器 的输入输出是一种恒等或线性关系，而实际传感器的 输入和 输出之间则常常为一种非线性关系。在实用时须 对这种非线性进行校正。随着智能仪表发展、传感器精度的提高、量程的扩大 研究校 正传感器非线性特性的通用 方法及相应软件已成为十分有意义的工作 。 于是近几年出现了许多传感器非线性校正方法，尤其人工神经网络法，由于它具有高度的非线性表达 能力拟合 快速、精度高等优点， 代表着传感器 校正的新方向 。 本文在对传感器非线性校正的方法进行综述的的基础上 给 出。并结合某一实际传感器，进行了仿真研究。 在测控系统中，传感器的非线性特性严重影响着测控精度如何消除传感器的非线性对测控精度的影响 ， 有很大的意义。 二、国内外发展状况： 传感器产业是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。其应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。世界上传感器品种达到 3 万余种，美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发的关键技术之一。 目前，全世界约有 40 个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构 6000 余家。其中以美、日、俄等国实力较强，他们建立了包括物理量、化学量、生物量三大 门类的传感器产业，研发生产单位 4000 余家、产品 20000 多种，对应用范围广的产品已实现规模化生产，大企业的年生产能力达到几千万支到几亿支。比较著名的传感器厂商有美国霍尼韦尔 (Honeywell)公司、福克斯波罗(Foxboro)公司、 ENDEVCO 公司、英国 Bell&Howell 公司、 Solartron 公司、荷兰飞利浦、俄罗斯热工仪表所等。 世界传感器市场正在以持续稳定的增长之势向前发展，预计 2003 年至 2008 nts年年 平均增长率为 3.7%， 2008 年将增加到 506 亿美元。而考虑到传感器价格降低和 难以预知的新兴应用领域的崛起等因素， 2003 年至 2008 年期间的实际增长率有可能达到 4.5%-5%。 就世界范围而言，传感器市场上增长最快的是汽车市场的需求，占第二位的是过程控制市场，前景看好是通讯市场。那些高精度、快响应、高可靠性、宽温度范围、微型化、微功耗及无源化、智能化、集成化、网络化的传感器将成为未来市场中的宠儿。 三、 本 课题 的 研 究 内 容、方法、手段及 预 期成果： 1. 传感器非线性校正算法研究 的基本 内 容： 在许多测控系统中，往往存在非线性环节，特别是传感器输出量和被测物理量之间的关系，绝大多数是非线 性的。这势必难以保证系统的精度与准确度，有时不得不规定传感器的使用范围。因此，需要对传感器信号进行非线性校正。 在传感器非线性校正领域，国内外许多学者提出多种方法，并得到广泛应用，传统方法归纳起来可分两类：一类是公式法，即以实验数据为基础，用最小二乘等系统辨识方法求取拟合曲线参数，建立校正曲线的解析表达式；另一类是表格法，以查表为手段，通过分段线性化来逼近传感器的非线性特性曲线。 2. 方法和手段： 主要介绍以下几种方法： 1. 遗传神经网络算法。 2. 基于神经网络的电容式压力传感器非线性校正。 3基 于 LS-SVM辨识的温度传感器非线性校正。 4 基于 BP网络的厚膜压力传感器非线性校正。 5 基于 BP网络的结冰传感器非线性校正方法。 6 基于 DSP 技术的传感器非线性校正。 3. 预期成果： 通过 以上的几种方法来消除传感器的非线性对测控精度的影响 ，尽可能降低传感器的输出误差，最终得到比较精确的结果。 nts四、 任务完成阶段安排及时间安排： 1 收集资料 （ 2008-3-24 至 2008-4-15） 2 分析并总结信息 （ 2008-4-15 至 2008-5-10） 3 学习并理解资料 （ 2008-5-10 至 2008-5-30）