改善納米鐵酸鑭與高分子復合濕敏元件輸出特性的神經網絡方法及其FPGA實現(xiàn).pdf

1、納米鐵酸鑭與高分子制成復合材料濕敏元件.測量元件的靈敏度、濕滯特性、電容特性、阻抗特性、響應恢復時間特性、溫度特性.其中測試電壓為1V、測試頻率為10Hz~100KHz、測試溫度為5℃~30℃.結果表明,元件靈敏度較高,在相對濕度11％~97％范圍內,元件的電阻變化了四個數量級,最大濕滯約為4％RH,測試頻率在100Hz-10KHz范圍內,具有較好的線性度,響應時間為90s,恢復時間為100s.溫度漂移問題是濕度傳感器應用的主要障礙之一

2、.納米鐵酸鑭與高分子復合濕敏元件的溫度漂移系數在2.5~3％RH/℃.本文用BP神經網絡方法改善濕敏元件的溫度漂移.首先基于Matlab做定性的分析,通過比較采用不同隱層神經元個數、不同傳遞函數以及不同學習算法的BP神經網絡,得出一個可以使精度達到±2％RH的神經網絡,網絡結構是單隱層、隱層含5個神經元、傳遞函數是雙曲正切函數、學習算法采用加動量項的梯度下降法.接著討論了硬件實現(xiàn)中有限精度的問題,確定了具體實現(xiàn)時,網絡輸入、權值、閾值、

3、傳遞函數的精度.得出網絡輸入為8位有符號數、權值為16位有符號數、閾值為18位有符號數、傳遞函數采用CORDIC算法實現(xiàn)、輸出是8位有符號數的神經網絡.位數的統(tǒng)一,可以進行乘法器、加法器和傳遞函數的復用,以節(jié)約資源.接著應用Matlab做算法級的仿真,得出具體硬件系統(tǒng)實現(xiàn)是正確可行的.通過FPGA硬件實現(xiàn)該BP神經網絡.首先采用ModelSim做功能驗證和時序驗證、Leonard 2002a做綜合、QuartusⅡ做布局布線,然后在Al