[發明專利]一種基于極限學習機的硅壓力傳感器溫度補償方法

無效

• 申請號: 201410374528.5
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104122031A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 趙玉龍;周冠武;李村
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L19/04
• 分類號: G01L19/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于極限學習機的硅壓力傳感器溫度補償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在要求的溫度補償范圍與壓力測量范圍內，采集壓力傳感器與溫度傳感器輸出的壓力信號V與溫度信號T以及測量壓力P，并組成數據源；

步驟2：選取在不同溫度與壓力條件下的數據源作為樣本數據，對樣本數據進行歸一化處理，并分為訓練樣本與測試樣本；配置極限學習機的輸入層、隱層、輸出層節點數以及隱層節點的激勵函數f(x)；設定溫度補償后需要達到的精度；

步驟3：判斷隱層節點數是否大于訓練樣本數，若前者不大于后者，則轉向步驟4，否則結束溫度補償；

步驟4：以訓練樣本數據作為硅壓力傳感器極限學習機溫度補償模型的輸入，進行模型學習；

步驟5：以測試樣本數據對步驟5得到的極限學習機硅壓力傳感器溫度補償模型進行驗證；

步驟6：判斷補償精度是否滿足要求，若滿足精度要求，則結束溫度補償，否則，增加一個隱層節點且轉向步驟3。

2.根據權利要求1所述的一種基于極限學習機的硅壓力傳感器溫度補償方法，其特征在于：所述步驟2中對樣本選取采用等間隔原則；對樣本數據的每列采用作歸一化處理，并按2:1樣本數比例且隨機分為訓練樣本與測試樣本；設置極限學習機的輸入層、隱層、輸出層節點數為2、3、1，隱層節點的激勵函數設定溫度補償后需要達到的精度為0.001％FS。

3.根據權利要求1所述的一種基于極限學習機的硅壓力傳感器溫度補償方法，其特征在于，所述步驟4的極限學習機溫度補償模型的學習流程包括下列步驟：

步驟4.1：對輸入層與隱層之間的權值向量w_i以及隱層節點閾值b_i進行隨機賦值，范圍為(0,1)，其中為隱層節點數；

步驟4.2：計算訓練樣本數據的隱層輸出矩陣H，其中H=[X]N×2×[W]2×N^=f(w1x1+b1)····f(wN^x1+bN^)··········f(w1xN+b1)····f(wN^xN+bN^)N×N^,]]>其中N為訓練樣本數目，X＝[V?T]；

步驟4.3：采用SVD(奇異值分解)算法求解H的廣義逆矩陣H＝U×S×V^T，其中S_E為對S矩陣中的非0數值的倒數；

步驟4.4：計算隱層與輸出層之間的權值矩陣其中β=β1···βN^,]]>O=O1···ON^=P1···PN^.]]>

4.根據權利要求1所述的一種基于極限學習機的硅壓力傳感器溫度補償方法，其特征在于：所述步驟5極限學習機溫度補償模型的驗證流程包括下列步驟：

步驟5.1：輸入測試樣本數據，計算極限學習機的輸出t_j,j＝1,…,N^t,N^t為測試樣本數；

步驟5.2：將極限學習機的輸出結果進行反歸一化處理；

步驟5.3：將極限學習機的補償結果與測試樣本中的實際數據P_j進行比較，計算溫度補償精度其中P_span為壓力傳感器壓力最大測量值。