作为人工嗅觉技术的代表,电子鼻能提供客观、准确的气体评价,被应用于工农业生产、医疗卫生、环境监测等领域,为人们的生活提供了诸多便利。但它的性能与人们的期待还有一定的差距,主要原因是电子鼻的气体传感系统仍不完善,表现在:响应范围窄、传感阵列规模小（最多由几十个传感器组成）导致其可检测气体种类有限,传感器响应/恢复时间长、易中毒等。而以复合光为媒介的光吸收气体传感技术,其传感单元不仅满足电子鼻所要求的交叉敏感性和广谱响应性,且数量可达数万甚至数百万个,远远超过任何一个现有电子鼻的传感阵列规模。另外,光传感还具有响应/恢复速度快、没有中毒问题等特点。因此,复合光吸收气体传感技术具有实现电子鼻气体传感的巨大潜能,但目前国内外学者对这方面的研究大多处于概念化阶段,缺乏深入的理论分析和方案论证。本文旨在探索面向电子鼻的复合光气体传感方法,将复合光吸收气体传感技术引入电子鼻以解决常规电子鼻传感阵列规模小、响应/恢复时间长的问题。围绕这一目标,本文从传感方法论证、传感系统干扰抑制、光谱探测模块优化三个方面开展研究,具体的研究成果/创新点如下:（1）基于光栅光谱技术的电子鼻气体传感方法与干扰抑制方法针对现有电子鼻气体传感阵列规模小、传感器响应/恢复时间长的问题,本文探索将复合光吸收气体传感技术引入电子鼻,具体提出一种基于光栅光谱技术的电子鼻气体传感方法。文章首先根据分子光谱学原理建立气体传感模型,然后利用该模型构建基于光栅光谱技术的电子鼻气体传感系统（简称光学电子鼻）实验平台,最后通过测试获取不同待测气体的响应数据,并按照电子鼻的信息处理方法对传感数据进行分析。结果表明,新型气体传感方法的传感时间仅为36s,传感阵列规模达到1957×1,传感数据测试集的平均识别率大于96%,这些参数均优于现有电子鼻,验证了该方法的可行性和有效性。针对所建光学电子鼻气体传感系统在实测环境中受到的干扰,即环境温度、气压、杂散光、电子噪声等造成系统传感数据质量降低的问题,提出基于最小二乘支持向量机的光学电子鼻干扰抑制方法。该方法使用最小二乘支持向量机拟合标准数据与测试数据之间由各种干扰引起的非线性变换,并从实测数据中获得气体传感数据的最佳估计,达到干扰抑制的目的。与现有方法对比表明,本方法不仅保留了原始数据的波形、相对极值和宽度信息等,而且归一化相似系数由0.71提高到了0.99,有效实现了传感系统的干扰抑制,增强了系统的鲁棒性。（2）基于空间外差光谱技术的可视化电子鼻气体传感方法在探索将复合光吸收气体传感技术引入电子鼻的过程中,普通光栅光谱技术难以兼具宽光谱和超高光谱分辨率,限制了传感系统对精细峰状光谱的探测。因此,本文首次将空间外差光谱技术（其光谱分辨率是普通光栅光谱仪的数十倍以上）引入电子鼻,提出基于空间外差光谱技术的可视化电子鼻气体传感方法。文章首先综合空间外差光谱技术和分子光谱学原理建立了气体传感模型,然后利用该模型构建基于空间外差光谱技术的可视化电子鼻气体传感系统（简称可视化空间外差光谱电子鼻）,最后选用合适的器材构建实验平台,并利用其对不同浓度NO₂的测试结果验证了本方法的可行性和有效性。分析发现:该方法达到的光谱分辨率为0.014mm^-1,传感阵列规模为600×1400,明显改善了现有气体传感方法的传感阵列规模和光谱分辨率(普通光栅光谱技术的光谱分辨率约为1.5mm^-1)。另外,针对可视化空间外差光谱电子鼻的响应图谱包含多尺度、多方向分布的特点,引入了小波包变换的图像特征提取方法。文章首先通过仿真实验获得不同待测气体的响应图谱,然后使用所提方法和经典方法（LBP、GLCM）分别提取响应图谱的综合特征,最后对特征数据进行模式识别分析。结果表明:本方法测试集的平均识别率为85%,高于经典方法77%的识别率,验证了本方法的优越性。（3）可视化空间外差光谱电子鼻气体传感系统优化方法作为可视化空间外差光谱电子鼻气体传感系统的光谱探测模块,空间外差光谱仪的性能直接决定系统的传感性能和应用前景。因此,本文分别从算法和硬件的角度对气体传感系统进行优化:算法方面,针对杂散光、电子噪声等造成的干涉图畸变问题,提出了一种空间外差光谱技术的干涉图校正方法,使用该方法对实测干涉图校正后的光谱分辨率误差小于0.016mm^-1,验证了方法的有效性;硬件方面,考虑到空间外差光谱仪在实际应用中受光栅衍射效率、探测器光强分辨率的限制,提出了一种交互式宽光谱空间外差光谱电子鼻气体传感方法,通过交替使用两组衍射角相同、刻槽密度不同的中阶梯光栅,既保证了传感系统探测光谱的连续性,又将光栅的临界衍射效率从40%提高到68%,干涉图的最低衬比度达0.41,有效降低了空间外差光谱技术对光栅、探测器等设备的要求。