隨著社會生活水平的不斷提高,人們對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)要求也越來越高,因此急需一種高效、便捷、客觀的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測方法。電子舌智能檢測系統(tǒng)作為一種新型的檢測技術(shù),結(jié)合模式識別方法可以快速獲取液體樣本“指紋信息”,對檢測樣本進(jìn)行定性和定量分析。但是傳統(tǒng)模式識別方法的預(yù)測性能在達(dá)到一定水平后很難有更大的提升。因此,本文將集成學(xué)習(xí)引入電子舌的模式識別中,研制了一套基于集成學(xué)習(xí)的伏安電子舌系統(tǒng),并將其實(shí)際應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的檢測分析中,具體研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)了一套基于虛擬儀器技術(shù)的智能感官電子舌系統(tǒng),該系統(tǒng)具有體積小、成本低、檢測便捷、無需復(fù)雜前處理等優(yōu)點(diǎn),主要包括傳感器陣列、信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、上位機(jī)軟件四部分。（2）針對傳統(tǒng)的電子舌模式識別方法泛化性較低、分類精度有限的問題,本文提出采用集成學(xué)習(xí)方法對單學(xué)習(xí)器進(jìn)行有效融合,構(gòu)建不同的集成學(xué)習(xí)模型,并將其用于對不同加工工藝檸檬片的檢測分析。首先采用離散小波變換對電子舌信號進(jìn)行預(yù)處理,然后以集群算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K近鄰算法及邏輯回歸算法為基分類器,分別構(gòu)建Bagging、Boosting和Stacking集成學(xué)習(xí)模型對不同檸檬片進(jìn)行定... 

【文章來源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電子舌系統(tǒng)圖

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)第二章伏安電子舌檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)13第二章伏安電子舌檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)電子舌是模擬人類味覺感官系統(tǒng)，運(yùn)用傳感器和模式識別技術(shù)對待測樣本進(jìn)行分析、識別和判斷，快速反應(yīng)樣本整體信息的新型檢測技術(shù)[39]，如圖2.1所示。其中，傳感器陣列相當(dāng)于人類感官系統(tǒng)中的舌頭，主要由多個(gè)對味覺敏感的傳感器組成，與不同的待測液體樣本接觸時(shí)，會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不同的電信號；而模式識別則發(fā)揮大腦的功能，可以對不同的電信號數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，建立模式識別模型，最后得出定性或定量分析結(jié)果，具有客觀、快速、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。圖2.1電子舌系統(tǒng)圖Fig.2.1Electronictonguesystemdiagram圖2.2電子舌結(jié)構(gòu)和實(shí)物圖Fig.2.2Electronictonguestructureandphysicaldiagram

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)第二章伏安電子舌檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)14本課題自主研發(fā)了一套電子舌系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括傳感器陣列、信號調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集卡和上位機(jī)軟件四部分，電子舌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)物如圖2.2所示，其工作原理為：首先由虛擬器軟件控制數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生激勵(lì)信號，該信號通過信號調(diào)理模塊施加至傳感器陣列，在激勵(lì)信號的激發(fā)下，樣本溶液在傳感器表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而產(chǎn)生微弱電流響應(yīng)信號，該響應(yīng)電流經(jīng)過信號調(diào)理模塊I/V轉(zhuǎn)換、放大、濾波后，送至數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，最終到達(dá)上位機(jī)對其進(jìn)行信號處理和模式識別分析[40]。2.1傳感器陣列傳感器陣列是電子舌系統(tǒng)中占有不可或缺的部分，不同類型的電子舌采用不同的傳感器。本文電子舌系統(tǒng)所采用的傳感器為標(biāo)準(zhǔn)的三電極系統(tǒng)，由工作電極陣列、輔助電極和參比電極三部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。其中工作電極為八種貴金屬裸電極（鉑、金、鈦、鈀、銀、鎢、鎳、玻碳），待測溶液在工作電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生響應(yīng)電流信號，由于各電極之間具有相互獨(dú)立性，所以不同電極采集到的響應(yīng)信號不同；輔助電極采用鉑電極，可以與工作電極形成閉合回路并傳導(dǎo)電流；參比電極為Ag/Agcl電極，內(nèi)含飽和KCl溶液，為工作電極提供電位參考點(diǎn)，防止被測液體經(jīng)過反應(yīng)后導(dǎo)致初始電位變化，影響檢測結(jié)果。圖2.3傳感器陣列Fig.2.3Sensorarray2.2信號調(diào)理電路本系統(tǒng)信號調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)如圖2.4所示，其主要作用是維持工作電極與參比電極之間電勢的穩(wěn)定，對響應(yīng)信號進(jìn)行放大濾波等處理，主要包括恒電位電路模塊、多通道工作電極切換模塊、I/V轉(zhuǎn)換模塊、信號放大電路模塊及RC濾波電路。恒電位電路的作用是不斷地調(diào)節(jié)施加于工作電極與參比電極之間的電壓，維持穩(wěn)定的電位。


本文編號：3373719