Este trabalho apresenta os resultados obtidos com o desenvolvimento de um sistema robusto como uma alternativa de reconhecimento da qualidade de vapor de álcool combustível e do poder calorífico do gás combustível GLP em um nariz eletrônico. Foram implementadas duas metodologias experimentais para a extração de atributos dos padrões de vapor de álcool combustível e de gás GLP. Na primeira abordagem de tratamento dos dados, foram usados um Sistema de Inferência Fuzzy (FIS), e dois algoritmos de treinamento de Redes Neurais Artificiais (RNA) para reconhecer padrões de vapor de álcool combustível: a Backpropagation e Learning Vector Quantization. A segunda abordagem para o tratamento dos dados foi desenvolver um sistema reconhecedor do poder calorífico do gás GLP robusto à perda aleatória de um dos sensores. Foram usados três sistemas. No primeiro foi implementada uma RNA para reconhecer todos os dados que simulavam a falha de um sensor aleatório. O resultado desse sistema foi de 97% de acertos. O segundo implementou sete RNAs treinadas com subconjuntos dos dados de entrada, tais que seis RNAs foram treinadas com um sensor diferente com falha; e a sétima RNA foi treinada com dados dos sensores sem falhas. O resultado desse sistema foi de 99% de acertos. O terceiro implementou uma Máquina de Comitê Estática Ensemble constituída de dez RNAs em paralelo para resolver o problema. O resultado foi de 97% de acertos. As RNAs tiveram melhores respostas que os FIS. Foram sugeridas algumas formas de implementação em hardware do sistema reconhecedor em sistemas pré-fabricados com DSPs e micro-controladores. / This work shows the results of a robust system development as an alternative to recognize the quality of an alcohol fuel vapor sample and Liquid Petrol Gas (LPG) heat power in an electric nose. Two experimental methodologies were implemented to extract the features of alcohol fuel vapor and LPG gas patterns. The first approach to process the data used an Fuzzy Inference System (FIS) and two training algorithms of Artificial Neural Networks (ANN) to recognize alcohol fuel vapor patterns: Backpropagation and Learning Vector Quantization. The second approach consists of process data to develop an LPG heat power recognizing system robust to one-random-sensor-loss. Three systems were used. The first implemented an ANN to recognize all data that simulated the failure of a random sensor. This system had 97% of right responses. The second implemented seven ANNs trained with input data subsets, such that six ANNs were trained with a different failure sensor, and the seventh ANN was trained with data of all sensors without failure. This system had 99% of right responses. The third implemented an Ensemble Static Learning Machine containing ten parallel RNAs to solve the problem. The result were 97% of right responses. RNAs had better results than FIS. Some ways of hardware implementation of the recognizing system were suggested in DSP and micro-controllers pre-built systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-27022005-164712 |
| Date | 08 June 2004 |
| Creators | Hirayama, Vitor |
| Contributors | Salcedo, Walter Jaimes |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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