针对上肢高位截肢者的肌电假肢设计

给出了一种基于人体表面肌电信号控制的上肢假肢系统,服务于基于靶向肌肉神经移植术的高位截肢者.通过解析人体肌电信号包含的动作意图控制假肢的运动.系统包括假肢的机械结构、控制系统的硬件和算法.假肢的机械结构包括肘关节、腕关节和手部.控制系统的硬件包括主控板、驱动板和肌电采集模块.模式识别算法采用基于贝叶斯原理的线性分类器,通过在线实时训练,得到需要的线性分类器参数.根据得到的分类器模型,对采集到的肌电信号进行在线实时识别,并根据识别的结果实时控制相应假肢关节的运动.系统样机在健康受试者身上进行了测试,效果良好.     

基于肌电信号的上肢多关节连续运动估计

为了建立联系肌电信号与上肢关节连续运动量的一般化模型,首先利用Vicon视觉系统分析了人体上肢的运动特性,然后采集与上肢运动直接关联的肌肉表面肌电信号,并从中提取肌肉活跃度特征;在此基础上,采用主元分析算法对关节运动解耦,并计算决定关节运动的肌肉活跃主元,最后通过拟合高阶多项式构建了映射肌肉活跃度到上肢多关节角度的运动模型.大量的实验结果验证了利用本文建立的模型可以精确估计人体关节连续运动角度,而且本文方法的估计性能优于传统神经网络.     

基于表面肌电和组织阻抗信息融合的手势识别研究

手势识别中的一种常见方式是通过表面肌电信号来实现。为提高手势识别的稳定性和精度, 通常需要采集多个通道的肌电信号,但这会增加电极传感器的数量以及识别系统的复杂度。因此,如 何利用较少量的通道采集信号并确保手势识别的性能一直是肌电信号应用到意图识别的研究方向之 一。该研究设计了一款便携式四通道肌电和阻抗双模信号采集器,在不增加额外传感器和通道数的情 况下,能同时采集肌电信号和差分电极对之间的组织阻抗信号。初步实验结果表明,通过该系统采集 的四通道融合信息可以提升手势识别的准确率和稳定性。与仅采集肌电信息相比,该研究采用的肌电 与阻抗信息融合方法可以将手势识别性能提升 3% 以上,达到 96.2% 的识别率。     

基于双通道表面肌电信号的在线手势识别系统研究

为了获得更加便捷和简单的人机交互方式,采用由Arduino UNO开发板和肌电传感器组成的双通道表面肌电信号采集系统采集手前臂的表面肌电信号,并在上位机中利用MATLAB(R2018b)对采集到的信号进行预处理、活动段检测、特征提取和分类器训练与预测;在识别出手势动作之后,利用GUI界面实时地显示出识别结果。该系统从肌电信号到手势识别、再从手势识别到计算机系统的人机交互方式展现了巨大的潜力和应用空间,尤其是在虚拟现实领域。     

基于ZigBee的无线肌电检测系统设计

针对目前表面肌电信号采集系统尺寸大,不易携带的缺陷,设计了一种基于ZigBee技术的无线表面肌电信号检测系统。系统由前置放大电路、带通信号调理电路和基于单片机CC2430的无线数据收发电路组成。该电路系统能有效覆盖带宽为10～500Hz的表面肌电信号,实现肌电信号的采集和与上位机的无线射频通信。应用实践表明,此系统能够通过ZigBee无线网络对人体肌电信号进行实时采集,具有移动性和便携性,因此能广泛适用于健康运动监测和医院移动监测等领域。     

一种表面肌电信号的无线采集方式

表面肌电信号包含了大量表征肌肉生物特征的信息,它是一种微弱的生物电信号且极易受多种噪声干扰。可利用银电极的特性设计一种检测表面肌电信号的电极,电极贴于人体皮肤表面对检测到的信号进行放大、滤波,基于STM32对检测到的信号进行数模转换并通过蓝牙4.0发送至其他控制设备,实现表面肌电信号的无创采集和无线传输。实验表明,该采集方式可检测到明显的表面肌电信号变化,并成功实现蓝牙之间数据的发送和接收。     

表面肌电信号的分解算法研究

为提高表面肌电信号分解的正确率以及完整性,提出一种表面肌电信号的自动分解算法。考虑到其较低的信噪比,先是采用小波降噪法对信号进行降噪处理,并计算信号的非线性能量算子以加强信号波峰值。之后采用低频小波系数和高频小波系数相结合的特征值来表征运动单元动作电位,最后使用小波神经网络完成对活动段的分类。同时,为了实现表面肌电信号的分解完整性,采用递归模版算法对所提取的叠加波形加以分解。实验结果表明,该分解算法能够成功地提取到中低收缩水平下表面肌电信号中的运动单元动作电位的发放信息,同时也能够有效地对叠加波形进行分解。     

基于数据挖掘的体育运动即时数据自动化采集系统设计

针对体育运动数据采集的疲劳程度判断不准确问题,设计了一种数据挖掘的体育运动即时数据采集系统。首先采集人体运动时的心电和肌电生理信号,通过时域分析法分析心电和肌电生理信号的各特征指标与疲劳程度的关系,选择相关性大的指标进行特征提取;然后将提取特征输入至构建的基于LSTM神经网络的运动疲劳估计模型中进行疲劳程度分类检测。实验结果表明,传统的SVM算法的心电和肌电信号的疲劳检测准确率分别为86%和88%,提出的LSTM疲劳分类模型针对心电信号和肌电信号的疲劳检测准确率分别为96%和90%,可以看出,LSTM模型比SVM算法的疲劳检测准确率高出6%～10%,且对心电信号的检测结果浮动更小,具有更强的稳定性。由此说明,基于LSTM的疲劳分类模型能够明显提升基于运动数据对疲劳程度的检测准确性,在体育运动即时数据采集系统中进行广泛应用和推广,具备一定的可行性。     

基于多通道sEMG小波包分解特征的人手动作模式识别方法

为了满足主动康复训练和人机交互等复杂应用场景对多样性的人手运动模式识别需求,提出了一种基于多通道表面肌电信号sEMG小波包分解特征的人手动作模式识别方法。通过实验对比分析,确定了最佳采样布局方案,通过采集前臂表面肌电信号,设计了基于数字滤波器的肌电信号活动段自动标识算法,能快速准确完成样本动作标签的制作。以原始肌电信号的小波包分解系数作为特征向量训练分类器。通过对比不同隐含层节点数对分类器模式识别准确率的影响,最终确定BP神经网络模式分类器的所有结构参数。设计并训练完成了BP神经网络人手运动模式分类器。对9种手部运动的平均识别率达到93.6%,计算时间小于150ms。     

四通道表面肌电信号采集系统设计与研究

面向表面肌电信号在康复机器人领域的应用,设计了一种四通道表面肌电信号采集系统。表面肌电采集系统包含了检测电极设计、前置放大电路、高通滤波电路、工频陷波电路、低通滤波电路、后级放大电路和电源电路。实验基于右前臂桡侧腕长伸肌,对设计的四通道表面肌电信号采集系统采集的信号进行了测试分析。实验结果表明,系统能够很好地采集到人体表面肌电信号,每一个通道的信噪比为58±3 dB,可以看出表面肌电信号采集设备对噪声的抑制能力较高,且采集到的信号质量高,能够应用于康复机器人领域。     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

联合收割机脱粒滚筒恒速智能控制器设计

研究了轴流式联合收割机的控制问题,给出了联合收割机脱粒滚筒的数学模型,介绍了基于模式识别的智能控制原理,建立了联合收割机脱粒滚筒恒速控制模型,设计了基于模式识别的智能恒速控制器.应用Matlab/Simulink进行了控制器仿真,其结果表明,将基于模式识别的智能控制应用于联合收割机脱粒滚筒的恒速控制,其过渡过程平稳、响应速度快、无超调、无振荡并且无稳态误差.     

计算机辅助课表编排技术的研究

讨论了几种实用的计算机辅助课表编排技术及在实际编排中的应用。应用分析表明，采用分批与或图搜索和分批优化的匈牙利算法相结合的方法，在计算机辅助课表编排中是行之有效的。     

Complexity of approximation of 3-edge-coloring of graphs

The problem to find a 4-edge-coloring of a 3-regular graph is solvable in polynomial time but an analogous problem for 3-edge-coloring is NP-hard. To make the gap more precise, we study complexity of approximation algorithms for invariants measuring how far is a 3-regular graph from having a 3-edge-coloring. We show that it is an NP-hard problem to approximate such invariants with an error O(n1−ε), where n denotes the order of the graph and 0<ε<1 is a constant.     

桥面损坏状态评估专家系统探讨

介绍关于桥梁结构损坏状态评估专家系统，在讨论状态评估方法的基础上，重点介绍损坏状态评估因素关系树的建立及各因素状态的模糊表达式等，最后以桥面诊断过程为例介绍系统的构成及诊断流程图，知识表达方式，系统推理过程及工作流程。     

Topological formulation of termination properties of iterates of functions

We consider a number of decision problems, that appear in the dynamical systems and database literature, concerning the termination of iterates of real functions. These decision problems take a function as input and ask, for example, whether this function is mortal, nilpotent, terminating, or reaches a fixed point on a given point in . We associate topologies to functions and study some basic properties of these topologies. The contribution of this paper is a translation of the above mentioned decision problems into decision problems concerning well-known properties of topologies, e.g., connectivity. We also show that connectivity of topologies on is undecidable for n>1.     

实现三维喷绘的软件系统设计

对三维喷绘软件系统的设计,通过USB 2.0实现与喷绘主板的高速图像数据通信。基于ARM与MCX314的运动控制器实现实时三轴运动控制以及精确的喷头时序控制,论述USB驱动程序和ARM固件的开发。结果表明,该系统具有设计简洁、成本低、可扩展性强和实用性高等特点。     

矿用传感器的伪数据滤除方法

介绍了矿用传感器的组成和工作原理,分析了矿用传感器伪数据的表现形式和产生的原因,并从抗干扰设计、低功耗设计和信号输出方式等方面提出了矿用传感器伪数据滤除的基本方法。实际应用表明,该方法减少了矿用传感器产生伪数据的几率,提高了矿用传感器的稳定性和安全监控系统的可靠性。     

辐照仪控制系统的设计

通过使用可编程控制器中的专用脉冲输出指令和高速计数器,实现了对辐照仪步进电机的精确控制。介绍了辐照仪的工作过程和控制系统的组成,给出了控制软件的流程及控制步进电机转动误差的措施,并利用触摸屏实现了人机界面控制。实际应用表明,该系统性能可靠、控制精确、实用性强。     

传输线信号完整性的反射分析

针对高速电路系统的传输线信号完整性问题,通过对高速电路PCB上传输线等效电路的分析,给出了信号传输时产生反射现象的原因;介绍了常用的消除反射的方法,即选择均匀传输线、采用合适的拓扑结构布线和阻抗匹配法,指出阻抗匹配法可解决信号传输的反射现象;阐述了源端阻抗匹配法和负载端阻抗匹配法消除反射的原理和适用条件。针对时钟电路中的反射问题,采用PADS/Hyperlynx软件对阻抗匹配法进行仿真,结果表明,阻抗匹配法能够改善信号传输的反射现象。