传感信息软解耦方法的研究进展和分析.pdfVIP

传感信息软解耦方法的研究进展及分析· 传感信息软解耦方法的研究进展及分析，Ic 叶廷东刘桂雄 (华南理工大学机械与汽车学院) 摘要：针对传感信息的耦合问题，介绍了近年来各传感信息软解耦方法的原理和实现过程，并深入研究它们的应用特点， 通过对各解耦方法特点的分析比较，指出基于多尺度特征的插值解耦方法具有良好的解耦准确度、计算实时性，并对其存在 的可进一步研究的问题作了讨论。 关键词：多传感信息；解耦；插值；多尺度 1引言 (1≤f≤，1)的信号砀，另一部分是反映耦合量为(1≤， ≤玎，J*O的信号场，其耦合模型可由下式表示： 传感器在应用中通常存在信息耦合问题，例如车 I Z=I。+I： 用或者机器人用力传感器【啦】，各个方向力之间存在维 l巧．=薯Gf， 间信息耦合，影响了检测的准确度，因此信息解耦是 l耻窆_嘭(1引驯 o’ 传感器应用的关键技术【3l。对于传感信息耦合问题的 L 户1，J卅 处理，主要从以下两方面解决：一是从结构设计、制 对存在信息耦合的传感系统，通过处理其输出 造工艺以及检测安装方法等方面进行优化设计或改 五，并辨识各个耦合过程可提高传感系统的测量准确 进，但通常难度较大，有时效果不一定理想；二是采 度，使测量结果K真实反映敏感检测量嚣的变化，即 用软校正方法对传感器输出信号进行补偿与修正，它 使‘=毛G：，从而得到r=厂“)形式的传感模型， 既能降低对传感器制造工艺的要求，又能获得较准确 实现解耦。目前传感信息软解耦方法主要包括基于人 的测量结果，应用方便，是目前较热门的研究领域。 工神经网络的方法M、基于传递函数矩阵分析的方 下面介绍各种传感信息软解耦方法的原理和实现过 法㈣o】、基于多尺度特征的插值解耦方法111—131等。 程，并作深入的比较分析，以期对传感信息解耦方法 2．1基于人工神经网络的解耦方法 有较为全面的认识，并找出可实时、准确解耦的方法。 对于一个线性传感系统，其耦合通道之间的线性 2通用传感信息耦合模型及信息解耦方法 关系可描述为： X=CY (2) 若传感系统的待测主物 式中，x∈科为作用在传感系统上的输入列向 理量xl受到其它因素扬…而 量，】，E胪为传感系统输出列向量，C∈彤“为标定 的影响，即存在相互的信息 矩阵(本文仅讨论珂=m的情况)。对式(2)的耦合模 耦合，如要实现对物理量却 型，通过，≥甩次线性无关的标定，利用最小二乘原理 的准确检测，就至少需要有刀 即可求解【14】，但对于非线性系统，其解耦效果并不好， 个传感器，则该多传感系统 为此在实验标定的基础上，文献【4】引入神经网络方法 的传感信息耦合模型，可用 进行解耦计算。 图1表示。 该神经网络解耦方法采用三层BP神经网络来描 图l中，