信息獲取與應(yīng)用的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、信息鏈由信息獲取、信息傳輸和信息傳處理三個(gè)環(huán)節(jié)組成，他們構(gòu)成了信息獲取科學(xué)的三大學(xué)科支柱，即信息獲取、計(jì)算機(jī)、通訊。目前，信息處理和信息傳輸方面的學(xué)科建設(shè)日趨成熟和完善，而信息鏈的源頭—信息獲取仍舊停留在傳統(tǒng)的傳感技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)等較低層次，逐漸成為21世紀(jì)信息科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的瓶頸。 創(chuàng)建“信息獲取科學(xué)與技術(shù)學(xué)科”，是信息化時(shí)代在傳統(tǒng)的傳感技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)科升華，它在科學(xué)的深度和技術(shù)的廣度上突破了原來(lái)的界限，是一個(gè)具有基

2、礎(chǔ)性、前瞻性、戰(zhàn)略性的創(chuàng)新研究方向，有重要的意義。已經(jīng)有不少學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，獲得了相應(yīng)的成果。 本文主要做了以下幾個(gè)方面的工作： 一.以溯源論的思想，對(duì)傳感技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的物質(zhì)層進(jìn)行了內(nèi)在基本原理分析。從微觀粒子運(yùn)動(dòng)和物理基本相互作用的角度，針對(duì)物質(zhì)層進(jìn)行信息獲取概念的界定，指出信息即物質(zhì)存在形式的外在表達(dá)，信息獲取即通過(guò)一系列手段對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和捕獲。這種概念源自物質(zhì)的基本存在形式，適合于傳感器領(lǐng)域的普適性分析。

3、 二.存物質(zhì)層研究中，從微觀粒子運(yùn)動(dòng)角度切入，對(duì)常見敏感效應(yīng)進(jìn)行了剖析，基于物質(zhì)粒子運(yùn)動(dòng)形式和信號(hào)傳遞機(jī)制的區(qū)別，提出一種傳感器二元法分類，提出了傳感器族屬概念；并在此基礎(chǔ)上挖掘出相應(yīng)的敏感機(jī)理族群效應(yīng)。該族群效應(yīng)具有幾個(gè)明顯的特征：1.不同族傳感器性能差異明顯；2.同族傳感器其性能相近；3.傳感器族屬關(guān)系越近則性能差別越小。針對(duì)傳感器物質(zhì)層進(jìn)行了信號(hào)傳遞分析，建立了一個(gè)多環(huán)節(jié)誤差傳遞數(shù)學(xué)模型，并基于此給出了相應(yīng)的誤差累計(jì)傳遞函數(shù)

4、及相應(yīng)的性質(zhì)，用于評(píng)估誤差在物質(zhì)層的累計(jì)程度，給出一種通過(guò)減少環(huán)節(jié)來(lái)降低誤差的設(shè)計(jì)策略。 三.在信息獲取數(shù)據(jù)層研究上，針對(duì)數(shù)字濾波用的差分方程，給出了一種完全線性化的變形Z變換降階算法。該算法本質(zhì)上是通過(guò)對(duì)Z變換和逆變換進(jìn)行線性化處理，避免求導(dǎo)和留數(shù)運(yùn)算，僅涉及行列式和矩陣算式，非常適合計(jì)算機(jī)自動(dòng)求解，并且結(jié)果為具有重要分析意義的封閉解。該算法針對(duì)不同的方程特征根，依次對(duì)輸入項(xiàng)進(jìn)行拆分處理，利用遞推操作對(duì)差分方程進(jìn)行降階表達(dá)，再

5、結(jié)合矩陣和行列式工具運(yùn)算，直至獲得最終封閉解，并給出了建立在克萊姆法則上的封閉解判據(jù)。該算法的嚴(yán)格證明和實(shí)例分析都一并在文中得到詳細(xì)闡述。 四.在信息獲取特征層研究上，提出一種利用模糊數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)瓦斯突出特征快速識(shí)別的算法。并以國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目(煤礦瓦斯傳感技術(shù)和預(yù)警信息系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究No：50534050)為應(yīng)用背景，分析了煤礦瓦斯突出與正常涌出的濃度數(shù)據(jù)，通過(guò)深度挖掘瓦斯?jié)舛茸兓奶卣?，建立瓦斯突出濃度模型，利?/p>