Моделирование мультисенсорного газоанализатора в условиях неполноты и противоречивости информации

• Автор: Перегудов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБОНЯТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

1.1. Особенности функционирования и практического использования системы типа электронный нос

1.2. Механизмы работы биологической обонятельной системы

1.3. Существующие методы моделирования систем типа электронный нос

1.4.Структурнопараметрический синтез в оптимизации управления системы

1.5. Общая схема проведения исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ, ИМИТИРУЮЩИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ОБОНЯТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Выбор алгоритма функционирования нейронной сети

2.2. Определение архитектуры нейронной сети

2.3. Общая схема функционирования системы типа электронный нос
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ, ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ СИСТЕМЫ ТИПА ЭЛЕКТРОННЫЙ НОС
3.1. Разработка электронного аналога системы обоняния
3.2. Выбор алгоритмов обработки информации в системе типа элекгронный нос
3.3. Особенности структуры и функционирования комплекса программ
ГЛАВА 4. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ И ВЕРИФИКАЦИЯ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫЙ НОС
4.1. Программное обеспечение функционирования системы типа электронный нос
4.2. Структурнопараметрический синтез архитектуры нейронной сети I
4.3. Апробация и сравнительный анализ результатов использования системы типа электронный нос
Основные результаты и выводы по работе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Больного помещают в цилиндрическую камеру, через которую пропускается поток воздуха. На выходе воздух анализируется газовыми хроматографами. Изучаются возможности использования такой установки как инструмента для диагностики ряда заболеваний, особенно нарушений обмена веществ. Запах и обоняние явления гораздо более сложные и влияющие на нашу жизнь в большей мере и ученые, занимающиеся этим кругом проблем, стоят на пороге многих поразительных открытий []. Применение средств и технологий современной электроники для решения задач, связанных с установлением природы запаха, является, без сомнения, чрезвычайно актуальным. Аналитические возможности современных газовых и жидкостных хроматографов и масс-спсктрометров позволяют получить полную информацию о качественном и количественном составе запахов любых объектов окружающей среды, однако такие исследования являются зачастую неоправданно дорогостоящими, требуют больших затрат времени и за редкими исключениями неприменимы для исследований во внелабораторных («полевых») условиях. По этой причине являются актуальными разработки более простых, дешевых и, самое главное, быстрых анализаторов, так называемых «электронных носов», представляющих собой мультисенсорные системы экспрессной оценки качества запахов []. Т.П. Более подробно рассмотрим сферы применения «электронного носа» в задачах обеспечения безопасности объектов и населения. Датчики охранной сигнализации. В отличие от индикаторов, работа которых основана на идентификации инфракрасного излучения живых существ, «электронный нос» способен отличить человека от других млекопитающих - скажем, крыс, обычно во множестве населяющих складские помещения. Контроль на рабочем месте. Прибор может быть задействован в обеспечении эффективного контроля служащих учреждений в отношении злоупотреблений алкоголем, наркотиками, а также блокировать доступ к рабочим местам повышенной опасности в состоянии опьянения. Системы сверхранней пожарной сигнализации. Система функционирует по принципу аспирационного обнаружения летучих продуктов возгорания размерами 3-0 нм, образующихся на стадии нагрева изоляции электрооборудования. Технология обнаружения наноразмерных частиц продуктов нагрева позволит существенно (в десятки раз) уменьшить время обнаружения пожароопасной ситуации. Криминалистика. Определение физического и эмоционального состояния человека по его запахам (дополнение к детектору лжи). В Лестерском университете (Великобритания) ученые разработали устройство, способное распознавать людей и местность по запаху, «электронный нос» может узнать марку духов, владельца дыхания или запаха тела менее чем за минуту, анализируя летучие органические соединения и сравнивая их с имеющимися в базе данных. Электронный нос» позволит милиции определить, что в помещении недавно применялось огнестрельное оружие или употреблялись алкогольные напитки. Идентификация денег и ценных бумаг по запаху. Установление факта их соприкосновения с различными предметами и конкретными людьми, определение места их хранения и способа транспортировки. Быстрое тестирование безопасности новых материалов, продуктов их сгорания и составов для пожаротушения. Сенсоры утечки различных веществ в промышленности. Сенсоры горючих газов в горнодобывающей промышленности. Обнаружение запахов во вредных условиях (радиация, отравляющие вещества, высокие температуры и т. При всех успехах современной робототехники следует признать очевидный факт - разработка искусственного обоняния по сравнению с имитацией других ощущений человека пока что можно назвать наименее успешной. Зрение, слух, тактильные ощущения, включая температурные, вибрационные, кинестетические (и даже в каком-то смысле боль), вестибулярный аппарат - воссоздание всех этих человеческих ощущений продвинулось учёными гораздо дальше, чем воссоздание обоняния. Таким образом, в настоящее время спрос на «искусственное обоняние» очень высок. Особенно это касается решения задач по обеспечению безопасности обтюктов и населения [-], имеющих высокую социальную и экономическую значимость.