Sistemi adattativi - la classificazione

Name: Sistemi adattativi - la classificazione
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Aggiornato il 26/03/2026

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Appunti di Sistemi adattativi sulle tecniche di classificazione per l'esame del professor Furtuna. Gli argomenti che vengono trattati sono i seguenti: l'area di progetto, il riconoscimento dei …

Esame Sistemi adattativi

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Fortuna Luigi

Università Università degli Studi di Catania

A.A. 2012-2013

44 pagine

Appunto

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Estratto del documento

Area di progetto: Riconoscimento dei materiali mediante l'utilizzo di una sonda acustica

Introduzione

Questo progetto vuole essere un esempio di una possibile area di progetto che potrebbe essere proposta alle quinte classi di un istituto tecnico industriale ad indirizzo informatico. È un lavoro che potrebbe suscitare l'interesse degli studenti in quanto copre tutte le materie dell'area tecnica ed è composto da parti prevalentemente teoriche ed altre prettamente pratiche. Per la sua realizzazione sarebbero necessari solo un laboratorio di elettronica ed uno di informatica.

Materie coinvolte

Telecomunicazioni
Elettronica
- Sonda
- Realizzazione di condizionamento
- Circuito
- Sistemi analogico-digitale del segnale
- Conversione a PC
- Interfacciamento
Informatica
- Estrazione del dataset dai dati
Statistica
Elaborazione caratteristiche statistiche dei dati
Calcolo metodi di classificazione
Implementazione
Informatica numerica e grafica dei risultati
Esposizione utilizzando Excel e Matlab

Il dataset

Il dataset scelto in questo lavoro è proveniente da uno studio sulla risposta acustica dei materiali sollecitati dall'urto con un sensore. Il sensore utilizzato per generare i segnali è un cilindro piezoceramico che, posto a contatto con un materiale, genera ai propri elettrodi una tensione con un andamento oscillatorio smorzato, che possiede delle componenti frequenziali caratteristiche per ogni materiale.

Bottiglia plastica Acciaio: spessore lastra 3 mm

5	64	53	4
[V]	[V]
2	3
Ampiezza	Ampiezza
1	20
-1	0
-2	-10
Tempo [s]	Tempo [s]

Lattina alluminio Vetro

8	87	76	65	5	[V]	[V]
4	4
Ampiezza	Ampiezza
3	32
2	21
1	10
0	-1
Tempo [s]	Tempo [s]

Calcolo della densità spettrale di potenza

Del segnale originale è stata calcolata la densità spettrale di potenza e poi, dopo avere diviso la banda delle frequenze acustiche in 8 sottobande, si è calcolato il valore medio degli spettri in ognuno degli intervalli.

1° 300 Hz – 900 Hz
2° 900 Hz – 1500 Hz
3° 1500 Hz – 2100 Hz
4° 2100 Hz – 2700 Hz
5° 2700 Hz – 3300 Hz
6° 3300 Hz – 4800 Hz
7° 4800 Hz – 6000 Hz
8° 6000 Hz – 9000 Hz

In questo modo, da ogni prova effettuata su quattro materiali diversi: plastica, alluminio, acciaio e vetro, si è ottenuto in corrispondenza un pattern che possiede 8 componenti, una per ogni sottobanda, ed una componente con un numero intero rappresentante il tipo di materiale.

Esempi di pattern

Alcuni esempi di pattern:

P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7
0.1355	0.9000	0.9000	0.1470	0.9000	0.1534	0.9000
0.2879	0.1011	0.4709	0.3074	0.8658	0.3066	0.5951
0.9000	0.1001	0.4072	0.9000	0.8711	0.9000	0.5688
0.5024	0.1050	0.1746	0.4695	0.1951	0.2742	0.3825
0.1488	0.1030	0.2081	0.1427	0.2248	0.1051	0.1969
0.1669	0.1000	0.1605	0.1553	0.1798	0.1460	0.5344
0.1017	0.1010	0.1120	0.1000	0.1333	0.1049	0.1600
0.1000	0.1008	0.1000	0.1015	0.1000	0.1000	0.1000

Caratteristiche del dataset utilizzato

Pattern: 400;
Numero delle classi: 4;
Numero delle features: 8.

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