浅谈人工湿地处理垃圾渗滤液的应用

论述了人工湿地处理垃圾渗滤液的国内外处理现状、特点、机制,包括有机物、氨、重金属、藻类、悬浮物的去除机理。提出了人工湿地处理垃圾渗滤液目前存在的问题,并对今后的研究做出了展望。     

基于自适应模糊PID控制的气动微型机器人系统

根据尺蠖蠕动原理，研制了一种具有三自由度的微型蠕动机器人内窥镜诊疗系统，该机器人由空气压橡胶驱动器驱动，通过气囊钳位。设计了电一气脉宽调制伺服系统控制机器人的移动，建立了微型蠕动机器人控制系统的动态模型，以一种简化的自适应模糊PID方法控制机器人，将模糊控制器辨识的输出作为PID控制器的输入不断改变控制参数。在自适应模糊PID控制下对系统进行了仿真并进行了实验，结果证实该方法弥补了模糊控制与PID控制的不足，使系统的动静特性都达到预期效果，是一种理想的气动微型蠕动机器人控制方法。     

基于改进FV-LBM的多孔介质渗流模拟

提出了一种新的基于Brimman -Forchheimer方程的多孔介质流动格子Boltzmann法的有限体积形式（FV-LBM）。在该方法中,多孔介质效应通过将外力引入格子Boltzmann方程中,并通过以单元为中心的有限体积法求解,同时将权重的校正因子引入进来以提高数值计算的稳定性。用该方法验证了完全多孔Poiseuille流和Couette流,数值计算结果与理论解吻合较好。而且还用该方法模拟了具有均匀和非均匀孔隙度的裂隙-孔隙模型,结果表明：当达西数增加时,多孔层中的速度增加;而当裂隙区域的速度峰值减小时,速度轮廓接近抛物线。研究成果为多孔介质渗流模拟提供了有效途径。     

基于改进Fast ICA BP算法在直肠生理信号处理中的研究

大便失禁是指肛门括约肌失去对粪便及气体排出的控制能力。随着医工学科的交叉发展,提出了使用人工肛门括约肌系统(AAS)来帮助患者治疗大便失禁,重建直肠感知功能,监测直肠压力和诊断直肠病变。本文改进了原括约肌执行机构,分析了直肠受力情况,进行了AAS系统的离体信号采集实验。针对AAS系统在直肠生理信号处理方面的缺失,提出了使用相空间重构(PSR)对一维直肠压力信号进行多维重建,并利用改进的快速独立分量分析(Fast ICA)算法对重构信号进行分离,提取分离后直肠信号的特征分量,采用BP神经网络进行模式识别。实验对比表明,改进的执行机构对直肠平均最大应力基本保持在12 kPa左右,保证了直肠受压区域的正常供血,实现直肠内容物的夹持。该算法迭代次数少,分离效率高,直肠功能平均诊断率达89.5%,可以实现直肠生理信号的初步处理。     

呼吸道主动监测微机器人系统设计及研究

设计了一种呼吸道主动监测微型机器人系统,用于实时测量重症监护机械通气中的主要呼吸力学参数.该机器人系统采用三自由度气动人工肌肉驱动器驱动,通过气囊钳位.介绍了机器人机体的构造和运动原理,建立了机器人的动态模型.提出一种模糊小波神经网络控制器对机器人进行控制.将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较.仿真和实验结果都说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了机器人的静动态特性,具有更快的训练速度和更好的控制效果,是一种理想的临测机器人系统控制方法.在猪气管中进行了初步实验,在机械通气情况下监测了气管末端的压力和温度参数.初步的研究结果表明,该柔性驱动的机器人系统可用于主动动态监测人体呼吸道中的呼吸参数.     

基于神经网络PID控制的柔性微机器人系统

根据尺蠖蠕动的原理,研制了一种三自由度微型机器人内窥镜诊疗系统；该机器人由空气压橡胶驱动器驱动，通过两个气囊钳位．建立了机器人的动态模型．基于BP神经网络PID控制策略，设计了电—气脉宽调制伺服系统控制机器人的移动．用系统输出的预测值来代替实测值，计算权系数的修正量，实时改变控制参数以提高控制效果．软件仿真和实验结果都证实该方法弥补了传统PID控制方法的不足，显著改善了系统的静动态特性，是一种理想的气动微型蠕动机器人控制方法．     

基于小波包分析和SVM的直肠感知功能预测模型研究

根据肠道蠕动机制提出一种应用于反馈式人工肛门括约肌的直肠感知功能预测模型.该模型通过小波包分析,将结肠收缩压力信号的能量分层作为特征向量,采用支持向量机进行模式识别.仿真实验中,首先直接将收缩压力信号幅值作为特征向量,分别采用BP网络、支持向量机进行模式识别,随后将所提出的预测模型与两种方法进行比较.仿真结果说明,基于...     

基于信息熵和信息融合的直肠压力信息分类分析

为重建肛门失禁患者的直肠感知功能,设计了一种新型的人工肛门括约肌;针对采集的直肠压力活动信号,利用小波分析在时域-频域提取其信息熵特征,并进行了信息熵特征提取实验;实验表明,信息熵特征对不同的信号具有较好的分类能力。利用提取的直肠压力信息熵特征,基于决策级信息融合方法构建直肠感知功能预测模型;最后通过仿真实验,验证了此预测模型在不同信噪比下都具有较高的预测准确率,能够重建患者直肠感知功能,预测患者排便时间。     

基于一种新的混沌系统的动态分析和图像显示*

提出一种三维连续自治混沌系统。与Lorenz、Rssler、Chen、Lü等混沌系统不同的是此系统存在三项二次非线性项。针对混沌系统的基本的动力学特性进行分析,得到系统相应的李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面、连续谱以及分岔图,揭示了混沌系统的本质。最后通过Matlab编程,Simulink建模以及Multisim电路设计,电路的Mutisim仿真结果与系统的Matlab仿真结果完全一致,都呈现出了相同的混沌吸引子。     

基于最小凸包的直齿圆柱齿轮检测方法研究

提出了基于齿轮外轮廓最小凸包及凸包缺陷的直齿圆柱齿轮齿数及缺齿识别算法,采用二值图像连通域跟踪提取齿轮外轮廓,然后进行外轮廓最小凸包及凸包缺陷检测,去除伪凸包缺陷后进行齿数检测及缺齿部位识别。根据直齿圆柱齿轮外形特征,提出了基于齿轮外轮廓凸包顶点的齿顶圆检测方法,以及基于齿轮外轮廓凸包缺陷最深点的齿根圆拟合方法,实现了直齿圆柱齿轮的特征圆参数快速测量。实验结果表明,齿数及缺齿识别算法正确率高达98.48%;与现有两种典型方法对比,齿轮特征圆拟合算法可以实现各种情况下齿顶圆和齿根圆的高速高精度定位。