EIT重建算法中Jacobi矩阵的计算及仿真

电阻抗断层成像(EIT)技术充分利用人体阻抗所携带的丰富的生理和病理信息实现功能成像.EIT图像重建是一个严重病态的非线性的逆问题,属于EIT技术的关键和难点.在简介EIT系统及工作原理的基础上,主要研究EIT重建算法中Jacobi矩阵的计算及仿真.根据有限元模型上电极的位置和编号不同得到的矩阵也不同,从EIT计算量的角度出发,重点分析了EIT反问题中雅克比矩阵的计算方法.从Newton-Raphson导出雅克比的计算公式,利用标准求导法大大降低了计算时间.最后给出了雅克比矩阵的计算仿真和相关比较.     

基于多层人工神经网络的电阻抗成像算法

电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)作为一种非侵入式的医学成像技术,其重建过程是一个难以计算的病态逆问题.为了保证EIT成像精度并提高运算速度,设计了基于多层神经网络(multilayer artificial neural network,MANN)的电阻抗成像逆问题求...     

动态电阻抗成像时空相关性重建方法研究

电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)常用于监测物场中介质分布的动态变化。对于动态EIT系统,传统成像算法以牺牲图像质量为代价,提高成像速度。利用测量数据序列的时间、空间特性,改善重建图像质量,建立了基于时间-空间相关性的动态EIT成像数学模型,将动态阻抗图像序列的低秩特性引入到目标函数中。采用增广拉格朗日乘子(augmented Lagrange multiplier,ALM)法对模型进行求解。仿真和实验结果证明新方法能够在改善重建图像质量的同时提高成像速度,从而表明新方法的有效性。     

基于均值点展开的单变元降维法在EIT不确定性量化研究中的应用

在电阻抗成像(EIT)技术中,介质参数的不确定性会对正问题计算产生影响,进而影响图像重构,因而,对EIT介质参数不确定性量化的研究具有重要的意义.采用四层同心圆模型和二维圆模型作为仿真算例对EIT正问题进行研究,将电导率分布参数作为无相互作用的随机输入变量,使其服从随机均匀分布,基于均值点展开的单变元降维法(UDRM)计算得到边界电极电压的均值、标准差和概率分布等相关统计信息,分析电导率的不确定性对模型输出边界测量电压的影响,并与蒙特卡罗模拟(MCS)法、混沌多项式展开(PCE)法仿真结果进行比较.结果表明,UDRM能够准确高效地处理低维不确定性问题,且在处理高维不确定性问题时能有效缓解"维数灾难"问题.     

基于医学阻抗技术的乳腺癌检测方法

乳腺癌是危害妇女健康的主要恶性肿瘤之一,准确检测癌组织具有十分重要的意义,生物电阻抗测量技术利用生物组织与器官的电特性(阻抗、导纳、介电常数),提取与人体生理、病理相关的生物医学信息,具有无创和功能丰富等特点,目前,乳腺癌检测常用的阻抗测量方法包括电阻抗频谱测量、阻抗扫描成像、电阻抗断层成像技术.电阻抗频谱测量主要研究生物组织的电阻抗随着外加电信号频率的不同而表现出的变化;阻抗扫描成像是应用癌变组织与正常组织的电导(阻)率存在的差异,从而使得均匀分布在组织的外加电流或电压场产生的畸变;电阻抗断层成像则通过配置于人体体表外周的电极阵列,外加一微小测量电流,提取信息,重构出截面电阻特性的图像.经过大量的研究,有些方法已在临床获得应用.     

基于内源式电阻抗成像的接地网缺陷诊断逆问题研究

如何实现对接地网局部支路导体的腐蚀缺陷检测是电力部门一直致力于解决的问题。该文研究了基于电阻抗成像(EIT)技术的接地网场域电阻率分布成像方法,并对接地网腐蚀缺陷进行诊断。首先针对接地网的开域场问题,建立其内源式电阻抗成像正、逆问题模型。其次对于其逆问题的病态性,提出一种基于改进正则化的牛顿-拉夫逊迭代方法对接地网的逆问题进行求解;针对接地网场域的大尺寸和土壤与扁钢电阻率的高对比度问题,提出土壤分离和分区成像的方法,提高了图像的分辨率。最后通过实验对接地网的腐蚀缺陷进行了电阻抗成像诊断,实验结果表明该方法能够对腐蚀缺陷进行准确定位,验证了该方法的正确性。     

基于轮廓形状的肺部电阻抗成像三维插值方法

肺部三维信息利于医生做出更快更准确的诊断,但肺部三维重建的图像都是源自二维断层图像的叠加.二维图像的数量制约三维成像的效果,增加电极层数可获取更多层的二维图像,但同时也会增加计算量,减缓成像速度.虽然采取层间插值的方法可以解决这个问题,但是由于人体几何结构的特异性,肺部电阻抗图像(electrical impedance tomography,EIT)边界不规则,传统的规则图像插值方法不适合直接应用于肺部EIT三维插值.为此,提出适用于肺部电阻抗的插值算法,先获得插值图像轮廓,再用对应点插值像素值.通过仿真和实验验证新插值算法成像的相对误差比线性插值、样条插值成像的相对误差分别降低5.69％、3.3％.基于轮廓形状的肺部电阻抗三维插值方法,能在测量数据量有限的条件下,进一步提高三维电阻抗成像质量,更好地反映肺部的真实形态.     

用于EIT数据采集系统的USB通讯模块

本文介绍了一种应用于多相流流型辨识的电阻抗成像(EIT)系统,设计了EIT数据采集系统的USB通讯模块。采用CYPRESS公司的CY7C68013芯片,利用从FIFO与DSP接口,有效地解决了传统数据采集系统的瓶颈。通讯实验表明,系统可在160Mbps速率下实现稳定可靠的数据传输。     

基于小波多分辨分析和LSQR的快速EIT图像重建算法

针对LSQR(least square QR-factorization)算法在求解电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)逆问题时,由于矩阵维数高、计算量大而导致重建速度较慢的问题,提出基于小波多分辨分析的LSQR算法(wavelet multi-resolution based least square QR-factorization,WALSQR)。该方法将EIT的图像重建过程投影到低维的尺度空间进行,通过提取有效信息减少数据计算量,明显提高了图像重建速度。同时由于去除了噪声和冗余信息,保证了成像质量。本文将SALSQR方法分别应用于二维、三维EIT成像实验,证明其有效性,并为三维动态EIT图像重建算法的研究奠定了基础。     

肺部电阻抗成像电极阵列优化方法研究

肺部电阻抗层析成像(EIT)电极阵列的设计是影响系统性能与成像效果的关键因素之一,目前多在规则形状物场、等 间距分布的前提条件下对电极阵列进行优化,却并不适用于肺部不规则边界的情况。 本文提出基于深度学习的肺部电阻抗层 析成像电极阵列优化方法,以电极位置为优化目标,以重建图像相对误差、图像相关系数、敏感场分布的均匀性以及敏感场 Hessian 矩阵的条件数为网络输入,以阵列电极位置为网络输出,基于 DNN 网络构建优化模型。 实验结果表明,在呼气末和吸 气末两种状态下,与传统的电极阵列均匀分布方法相比,基于深度学习的肺部 EIT 电极阵列优化方法将重建图像相关系数 (image correlation coefficient,ICC) 分别提高了 33. 17%、33. 86%,结构相似度( structural similarity,SSIM) 分别提高了 14. 5%、 14. 39%,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)分别提高了 26. 3%、28. 27%。 因此可以得出结论,与传统方法相比基于深 度学习的 EIT 电极阵列优化方法更适用于肺部 EIT 成像。     

监控中心智能监控系统的功能研究和探讨

变电站监控中心的监控系统要采集多个变电站的各类信号,是否具有智能化的功能、人性化的设计,对变电站综合自动化系统运行乃至整个电网的运行都具有重要的作用。通过对监控系统的功能分析,重点探讨了作为监控中心的监控系统应具有的功能和人性化设计,使其能在原有的基础上更好地为监控值班员服务。     

配电自动化及变电站保护监控系统技术

概述了配电自动化和国内典型自动化模式,并就实现变电站综合自动化保护系统作了较详细的论述,目前已加深对实现开关设备智能化方面的专研,将忙开发出适应配电自动化要求的新产品。     

基于复合滑动窗的CUSUM暂态事件检测算法

在非侵入式负荷监测系统中,负荷事件检测是其中最为关键的一部分。然而一般负荷事件检测方法极易存在漏检等情况,特别是对于缓慢的负荷爬升现象不够敏感,且大多仅限于检测事件开始时刻,未涉及暂态事件起止过程的记录。为此,本论文提出了一种基于复合滑动窗的CUSUM暂态事件检测算法,通过变权重滑动窗来累积采样点与均值的偏差,记录突变起始点和突变结束后的采样点,通过实际的案例验证了算法的有效性。该算法不仅能够准确检测到传统算法易忽略的具有爬坡特性的暂态事件,还能够对完整的投切过程进行有效记录,从而有助于对暂态事件进行分析处理。     

一种基于径向基函数动态阈值模型的机组状态监测方法

针对机组工况多变，参数变动范围较大，静态阈值监督方法采取调宽阈值大小的手段不能满足机组状态监测的要求，考虑到径向基函数(RBF)所特有的局部非线性函数逼近能力，提出了一种基于RBF的动态阈值评估模型。该模型在对工况正确辨识的基础上采用RBF网络对监督量的正常趋势值和相关阈值进行跟踪提取。从输入预处理、容噪措施、在线学习等几个方面对网络的建模策略进行了着重讨论，并给出了相应的监督流程。以某大型水轮发电机组冷却系统出水口温度为例对模型进行验证。与BP算法相比较，该评估模型辨识精度更高，监督结论更为可靠。     

塔式起重机运行状态监控系统的应用

介绍了塔式起重机运行监控系统的主要性能及功能,进行了系统无线通讯性能的测试。对系统性能进行了测定和评估,其达到了预期效果。实践证明,该系统具有良好的实时性和可靠性,且具有广泛推广应用价值。     

青溪水电厂闸门监控系统改造

介绍了广东青溪水电厂泄洪闸门监控系统改造后的系统结构、设备配置,改造后的系统实现了闸门的数据采集、远程控制和统计计算等功能。着重阐述了闸门监控系统改造过程中遇到的问题和解决方法。     

火电厂主要热力运行参数监视考核装置

该装置由工业控制机及“８９３”分布式远程智能采集前端等构成．应用软件由ＤＯＳ支持，采用ＴＵＲＢＯＢＡＳＩＣ与汇编语言结合的编程技术．介绍其原理，功能及在电厂的应用情况．     

厂级监控信息系统在电厂中的应用及推广

随着电厂生产自动化水平的提高和我国电力改革发展的要求,厂级监控信息系统应运而生,并在国电宁夏石嘴山发电有限责任公司得到了很好的应用,它将在电力生产及信息化管理中发挥重要作用。     

配网中可移动地线防误管理系统的研究

针对传统的人工汇报方式容易导致接地线漏摘等电力事故频频发生的问题,提出一种基于GSM网络技术、单片机技术、自动控制技术和计算机技术于一体的研究方案,利用功能强大的软件开发平台,研发出一套完备的可移动地线防误管理系统.同时,该系统还能够对变电站刀闸进行锁定,以防误操作.     

微机智能监控装置在低压配电系统中的应用

智能型低压配电系统需要有一套高可靠度的配电监控装置支持。主要介绍AI2000微机智能低压配电监控装置在低压配电系统中的应用、功能和其作用。