2021 Fiscal Year Annual Research Report
部分空間Prony法に基づく信号成分の同定に基づく匂いセンシングの実現
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19K04445
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹井 義法 金沢工業大学, 工学部, 教授 (30350755)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ガスセンサ / 部分空間法 / Prony法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，匂いセンサシステムの高機能化に向けたガスセンサ応答モデルの部分空間Prony法に基づく特徴抽出について検討したものである．前年に引き続き，フロー系を模擬したステップ入力に対するガスセンサ応答モデルの部分空間Prony法による同定について，数値シミュレーションを中心に検討を進めた．ガス供給からガスセンサへの導通経路に至る測定系全体の特性を内包するガスセンサ応答波形の伝達特性を被検ガスの濃度変動を入力とした伝達関数と考えると，ガスセンサそのものの特性変動の他，フロー系に起因するオーバーシュートやドリフトが，ガス・ガスセンサ素子（材料）の組合せで決定される反応速度定数とは異なる複素根として推定される．これまでの検討から，応答波形の良い近似を与えるモデル適合率のみを指標としても，本来のガス種依存の応答成分を推定できているか否かを判断できない．また，未知の反応速度定数を推定するにあたって，差分フィルタの適切な差分区間を予め決定することも適切でない．そこで，部分空間同定法の補助時数とともに可変して探索する必要がある．この探索過程において，２次吸着が生じないと仮定したガスセンサ応答波形は，１つ以上のガス成分からなる被検ガスの応答として考えるとき，支配的な，すなわち最も大きな振幅を持つ成分は実数の時定数を持つと仮定できる．よって，この判定基準に基づき，前述の複素成分となる振動，ドリフト成分を持つ応答波形から適合率が一定値以上となるパラメータセットを選別することで解釈可能なモデルパラメータの推定が可能であり，測定系に起因する振動成分等を分離同定することが可能であることを明らかにした．さらに，センサ出力からなるデータ行列の構造から，新しいデータセットの追加によるデータ行列の更新が可能なことから，システム行列の推定にSVDの適用が必要なものの簡易な逐次推定が可能であることを確認した．
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Research Products
(1 results)
