一、一种基于压力传感器阵列的车型特征参数融合原理(论文文献综述)
李思明[1](2021)在《基于蜂巢组织一体成型的柔性压力分布传感织物及性能研究》文中研究说明随着纺织品的不断创新,智能性纺织材料越来越多。采集环境信号的纺织传感材料是一种重要的智能纺织品,近年来倍受关注。除了传感功能外,纺织传感材料还展现出轻质、低模、高弹、亲肤等特征,在健康监测、智能医疗、康复训练和智慧养老等领域中有着独特的应用优势。然而,纺织传感材料灵敏度低、力学性能差、重复性低、稳定性不高,制约着纺织传感材料的直接应用。因此,设计和开发高性能纺织传感材料已经成为重要的研究方向。蜂巢织物是一种单层却有立体效果的机织面料,是构建柔性力学传感材料的优良载体。本课题首先研究了蜂巢织物的结构特点、形成机理,通过在蜂巢组织内排列导电与非导电纱的位置顺序,制备了基于电容阵列原理的压力分布传感器,并对织物中所使用的经纬纱以及导电纤维、织物形貌进行了表征;然后对所制备的蜂巢织物物理性能进行了测试与对比,包括透气性、保暖性、吸水性、透湿性、抗弯性、压缩性和拉伸性。此外,根据蜂巢织物独特的立体结构构建了电容式压力传感模型,利用数学公式分析蜂巢织物电容传感的工作原理,并对其特征参数进行了研究,包括灵敏度、线性度、测量范围和重复性等;最后,通过自主设计的软硬件信号采集系统测试传感织物的交织点在不同压力下电容变化和基于电容阵列的压力分布变化,同时,利用织物传感器在不同应用环境下进行了应用测试和分析。实验结果表明,蜂巢组织单元内的纱线浮长同时增加或减少,形成两面倒金字塔和内部空间四面体的立体结构。当织物含有弹性纱线时,立体效果更明显。增加织物密度会导致织物结构更紧密,厚度和克重更大。此外,织物中引入弹性纱和碳纤维均会导致织物的克重增大,对蜂巢织物的基本特征以及形貌产生较大影响。舒适性指标方面,使用弹性纱和增加纬纱密度均会导致织物厚度增大,织物的透气性和透湿性减小,保暖性和吸水性提升。力学性能方面,弹性纱增加了织物厚度,降低了织物对压缩响应的敏感度。随着织物密度增加,蜂巢织物的抗弯性能增加,提高了织物的断裂强力。与无弹性纱蜂巢织物相比,有弹性纱蜂巢织物具有更高的经纱强度,并且由于弹性纱线和蜂巢立体结构的存在,蜂巢织物在纬纱方向上的拉伸长度可达到原长度的5-15倍。传感性能方面,蜂巢织物压力传感器在施加低压力范围内(<10 k Pa),灵敏度GF值达0.045 k Pa-1。此外,该传感织物具有低迟滞性、快速响应时间以及良好的重复性和稳定性。通过测试织物传感器单交织点在不同压力下的电容变化,证明该柔性电容传感器可以检测各种压力应用场景,如手指按压、握手和重物放置。此外,蜂巢织物可构建电容阵列结构,用于测试不同重量物体压缩下的压力分布,并且电容峰值随着重量的增加而增大,能够成功监测各类加载情况下的压力分布。蜂巢织物压力传感器制备工艺简单,一体成型而成本低,信号输出稳定,性能优良,易产业化,未来可在健康监测、医疗器械、人机界面和电子皮肤等领域具有广阔的应用前景。
崔宏伟[2](2021)在《储备粮实物数字云图监管方法和应用研究》文中研究说明粮食储藏是保障粮食生产安全和粮食流通安全的重要环节,直接影响我国粮食安全的整体水平。21世纪以来,随着“四合一”储粮技术的广泛应用,我国逐渐建成了世界上最大的粮食物联网体系,做到了“天下粮仓”紧相连,初步形成了储粮安全的“新基建”。就目前来看,“管好天下粮仓”成为当前和未来中国储粮需要解决的新课题,其中解决跨域储备粮监管是技术难点之一。我国储备粮具有粮仓储量大、分布区域广,储藏周期长的特点,该特点使得跨域储备粮监管与稽核的工作量十分巨大。另外,由于储备粮数量庞大,涉及巨大经济利益,若个别粮库发生虚库、虚报贴息、以差换好等违规违法行为,会给国家造成较大的经济损失,影响国家粮食安全。因此,改善跨域储备粮监管的方法和模式,对保障储备粮的数量与质量安全具有巨大的社会价值和经济意义。针对我国储备粮监管工作费力费时、发现问题难度大等问题,本文在研究粮堆场的时空连续性、周期性以及多场耦合的协调性三种特性的基础上,提出了基于粮堆温度场特性的储备粮实物监管技术路线和基本方法。通过分析历史粮情数据的三种特性,提出了基于粮温数字特征相关性和连续性,以及基于云图特征相关性的库存模态检测和分类方法,并针对粮仓分布广的特点,研究并应用了跨域储备粮仓群监管模式,最后搭建了储备粮数字云图监管系统。本文的主要内容如下:(1)储备粮实物监管基本原理-粮堆场特性的研究分析了正常储藏过程中(无外界干扰),散装生物物料料堆场的三种特性变化规律,三种特性包括场的时空连续性,周期性,以及多场耦合的协调性。以粮堆为对象,分析了储藏过程中粮堆场的时空连续性,周期性,以及多场耦合的协调性,同时分析了温度场的衍生特性-时空相关性,验证了合理利用场的三种特性可以检测历史库存模态,包括空仓、新粮、通风、结露、霉变等状态。(2)基于粮温数字特征相关性和连续性的储备粮监管方法研究改进了基于粮温数字特征相关性的库存模态检测方法。进一步分析了正常储藏时粮堆测温平面、测温线与测温点的自相关性与互相关性,根据分析结果设定了自相关系数与互相关系数阈值;进行了实仓检测试验,结果显示改进的检测方法能够检测出实仓粮温异常变化。根据上述检测结果,提出了基于粮温数字特征连续性的库存模态分类方法(主要包括空仓态、新粮态、通风态3种状态)。选择宝鸡市某粮库的粮情数据,分析并验证了利用粮堆上下相邻层温差和粮温的新异众比例可以检测空仓态,利用相邻层温差和粮温标准差可以检测新粮态,利用粮温变化率和粮温标准差变化率可以检测通风态,初步设定了上述参数的阈值区间;接着选择7个不同省份粮仓的粮情数据,进行了模态分类试验,试验结果显示3种状态的平均查准率、平均查全率和F值分别为81%、80%、87%,表明该方法基本满足储备粮实物监管的工作需求;然后又计算了第2~7储粮生态区中68个平房仓粮情数据的特征参数,使用K-Means++、K-Mediods和DBSCAN聚类方法对特征参数的阈值区间进行了二次优化,并使用兰德指数RI对聚类结果进行了评价,结果显示DBSCAN方法的聚类效果较好(RI=0.9703),验证结果表明该方法的聚类结果可用于储备粮监管。(3)基于温度场云图特征相关性的储备粮监管方法研究提出了基于温度场云图特征相似度的库存模态检测方法。首先调用历史粮温数据并进行预处理,生成温度场云图;然后提出了基于温度场云图RGB颜色特征的相似度计算方法;计算正常储藏相邻时间平面温度场云图的相似度,设定了相似度检测的阈值。利用广州市花都仓的历史粮温数据,模拟了5种粮食数量变动导致的粮温异常,进行了模态检测试验,结果显示该方法模态检测的平均查全率为98.6%,平均查准率为97.3%,其运行速率约为320 ms/次,优于对比试验方法(基于云图LBP纹理特征相似度算法的检测结果),实现了库存模态变化的检测。在上述方法的基础上,提出了基于温度场云图相关性的库存模态分类方法。利用第2~7储粮生态区437个平房仓的历史粮温数据,搭建了由空仓态、通风态、新粮态、发热态和正常态5种模态组成的温度场云图样本集;建立了具有双隐含层的BP神经网络,提取云图的不同特征并组合作为网络的输入,5种模态作为输出进行训练;通过比较试验发现:当颜色聚合向量(CCV)(Nb=70)、纹理特征(TFV)和光滑特征(SFV)的组合作为输入时,网络具有较好的分类准确率,其中空仓态的准确率高于98%,通风态的准确率在82%至89%之间,而新粮态、发热态和正常态的分类准确率在89%至98%之间,平均准确率约为93.9%,此时网络的运行时间和预测时间约为321 s和0.123 s,试验结果表明上述库存模态分类方法可以满足库存检查的需求。(4)跨域储备粮仓群监管模式研究从不同管理者角度分析了跨域储备粮仓群监管的实现模式。分别从国家粮食和物资储备局(包括垂直管理机构)、中储粮的管理者角度研究了跨域储备粮仓群监管的实现模式,发现模式的实现需建立储备粮监管云平台和粮情数据服务器,管理机构利用云平台监管旗下不同地域的粮库,从而实现跨域储备粮仓群的监管;分析了跨域储备粮仓群监管实现的必要条件,即各粮仓粮情数据的标准化、规模化存储;分析了常用软件架构-C/S和B/S架构,研究了利用这两种架构实现跨域储备粮仓群监管的应用模式,研究结果可为跨域储备粮仓群监管的实现提供方向。(5)储备粮数字云图监管系统与应用试验分析了储备粮数字云图监管系统的架构与功能模块,使用Lab VIEW编程工具搭建了储备粮数字云图监管系统,系统主要由数据读取模块、粮仓选择模块、粮情扫描模块、云图分析模块、结果显示模块、三温分析模块组成,具有历史粮温的扫描、分析,检测结果的输出、保存等功能,该系统的搭建可为跨域储备粮藏情监管系统的构建提供支撑。利用系统检测了选自592个粮仓近1年的粮情数据,共计23万多组,试验结果显示:检测空仓态的准确率为94%,新粮态的准确率为93%,通风态的准确率为95%,结露和霉变态的准确率分别为96%和87%。于中国储备粮管理总公司某分公司进行了跨域储备粮仓群监管试验,结果显示:检测空仓态的准确率约为80%,新粮态约为76%,通风态约为84%。结果表明储备粮数字云图监管系统基本可满足储备粮监管的需求。该系统的研究和应用试验支撑了跨域储备粮仓群监管的实现。
司伟伟[3](2021)在《基于人工侧线系统的仿鱼机器人流场辨识研究》文中认为海洋学科的发展离不开海洋探测装备的支撑。仿鱼机器人是一种新概念水下机器人,具有高推进效率、高机动性和高隐蔽性等特点。侧线系统是鱼类千百年来进化而成的感知器官,对鱼类的生理活动和生存意义重大。对人工侧线的研究可以促进机器鱼的仿生研究和智能化。本文采用CFD数值模拟方法,研究了不同流场环境下仿鱼机器人体表人工侧线系统的压力分布时空特性,确定了表征压力分布时空特性的特征参数,利用特征选择方法优化了人工侧线系统中压力传感器的布局方式,并基于多分类支持向量机,实现了仿鱼机器人人工侧线系统对不同流场环境的辨识。本文基于CFD数值模拟方法和机器学习算法,探究了基于人工侧线系统的仿鱼机器人流场识别方法,具体内容如下:第1章,阐述了本文的研究背景及意义,概述了鱼类侧线的生理学基础,综述了仿鱼机器人及人工侧线系统的研究现状,归纳了现有研究的不足,并介绍了本文的主要研究内容。第2章,建立了仿鱼机器人及其人工侧线系统的CFD数值模拟模型和仿鱼机器人的机体运动模型,进行了 CFD模型的网格划分及优化、仿真参数设置和仿真实验分组设置,验证了网格数量独立性和时间步长独立性,阐述了基于人工侧线系统实现流场辨识的理论依据,并进行了仿真验证。第3章,提出了数值模拟原始数据的平滑滤波算法,分析了不同流场环境中人工侧线系统所采集的压力值的时空分布特性,计算了表征压力分布时空特性的特征参数,并对各个压力传感器的压力特征值进行了测量特性分析。第4章,概述了机器学习算法中的特征选择原理和常用方法,基于遗传算法和可分性判据,提出了优化人工侧线系统中压力传感器布局方式的总体方案,并获得了不同数量约束条件下压力传感器的优化布局方式。第5章,概述了线性向量机和非线性向量机的应用特点,建立了基于支持向量机的人工侧线系统流场辨识模型,对比分析了采用不同传感器布局方式的人工侧线系统的流场辨识效果,并确定了人工侧线系统的最优压力传感器数量及其布局。第6章,总结全文,阐明了创新点和不足之处。
江志兴[4](2020)在《脉搏波采集系统设计与时频特征分析方法研究》文中指出脉诊是中医理论中的一种非常重要的诊断方式,在现代医学理论研究和实践中仍具有较高的地位。而脉诊的诊断结果严重依赖于医生长期积累的个人经验和技能,这种复杂、主观、模糊的理论需要医生花大量的时间去学习和掌握,不符合现代医学客观化和标准化的发展要求。为了促进脉诊现代化发展,近几十年来,众多学者在采集和分析数字化脉搏波信号方面做了大量工作。现代化脉搏波获取和分析的主要研究内容包括脉搏波信号的客观化获取、预处理、数据分析等过程。然而,当前各个环节的研究都存在一些不足,比如采集系统传感器功能单一、实用化水平较低;缺乏信号质量评价体系;预处理算法无法较好的处理复杂的临床数据;特征提取方法性能不足等。为了解决这些问题,本文分别从采集系统设计、信号质量评价体系构建、预处理算法和流程改进、信号参数化表示方法和特征提取等方面展开了一系列研究:(1)设计了一种基于多传感器协同的脉搏波感知传感器阵列,并以此构建了较为完备的脉搏波采集系统。脉搏波信号传感器采用了两种性能不同的应变片,金属箔式应变片和半导体应变片,克服了大多数设备采用单一类型传感器导致的性能不足的缺点,可以同时记录精确的静态接触压力信号和动态脉搏波信号。基于临床实践,对采集系统的人体工程学设计、传感器性能自动调整和修正、电路模块化等方面进行了改进。构建了一个闭环的控制系统,可以根据获取的信号的情况自动调整切脉压力或者提醒操作人员对传感器进行调整。(2)针对复杂情况下的周期分割问题和信号质量评价问题,提出了一种基于信号质量评价的脉搏波预处理框架。该框架利用局部点检测的分割点筛选方法,可以在信号形态、干扰和质量等呈现多样性的临床数据库上,获得较好的周期分割性能。通过分析数据库中异常信号的类型和产生原因,提出了一种实时的信号质量评价体系,可以用于脉搏波信号采集过程的辅助操作。而通过将信号质量评价体系与预处理过程相结合,增强了离线数据处理中异常信号和异常周期的检测能力,有效的提升后续数据分析的可靠性。(3)为了对信号中的轮廓信息和细节信息进行更有效的表示,提出了一种基于离散傅里叶级数的脉搏波平均周期信号参数化方法。考虑到脉搏波信号由不同频率的生理过程共同产生和作用,该方法对信号中的不同频率分量,即轮廓信息和细节信息,分别进行了抽取。避免了现有方法在关键点检测时的误差和对局部信息进行表示时的过度拟合问题,并提升了模型对信号的表述能力。实验表明该方法不仅可以获取更小的表示误差,而且在同类方法中具有更强的疾病鉴别能力。(4)针对单周期脉搏波信号中的主波、潮波和重搏波等生理信息的精准表示,提出了一种基于Gabor时频原子和稀疏表示的脉搏波波动分量特征提取。该方法不仅考虑到了不同生理活动的频率不同,也对不同生理活动的时间差异进行了表示,并利用Gabor原子良好的形态变化和时频特性对脉搏波平均周期信号进行了稀疏表示。通过实验表明,所提出的代表脉搏波主要波动信息的Gabor特征向量在基于脉搏波信号的疾病分类中可以获得更好的识别性能。
王博[5](2021)在《基于多峰拟合算法的中医脉象检测系统》文中认为近代以来,西医的发展对传统中医产生了较大的冲击。一些西医学者认为传统中医的诊断方法无法用循证医学的理论证明其有效性,并且缺少可量化与客观化的诊断标准。因此对中医诊疗的科学性产生了质疑。由于在现存的文献中缺少脉象检测方法的标准,基于传统中医方法的脉象诊断难以取得标准化的数据。同时由于技术水平的限制,在脉象数据的采集环节存在较大的困难。这些问题造成了传统中医在证明其科学性时难以取得必要的数据支持。近几十年来随着传感器技发的展术以及新的波形处理分析算法的出现,基于传统中医的脉搏诊断在计算机辅助分析领域有了新的进展。传统中医在检查患者病情时采用“三部九候”的切诊手法。本文以传统中医诊脉方法为基础,设计了一套脉象信号检测系统。使用一种高精度柔性薄膜压力传感器仿照传统的切诊手法,可以用于替代医生手指的触感来采集脉象数据。脉象数据经信号放大与调理后可以得到较为单纯的信号。经研究,心脏搏动泵血过程中的三个阶段导致了脉搏波在时域表现出了明显的三峰特征。应用高斯拟合算法可以分别提取出三个主峰的特征参数。通过对特征参数的数值分析以及特征曲线的识别可以使医生对患者脉象的具体类型进行辨别。在PC端设计了一款上位机软件可以对采集到的脉象数据特征波形进行图形化输出,并将数据进行保存。脉象采集系统在完成了数据采集的工作以后可以通过Wi Fi模块将打包好的脉搏数据上传至阿里云平台应用阿里云中IOT STUDIO服务对WEB端进行开发。云平台与下位机之间的通信通过MQTT协议实现。应用本系统,可以实现对脉象信号的有效采集并通过高斯拟合算法提取出脉搏波的特征波形以及特征参数。在对患者的脉象进行诊断时,医生可以通过分析脉搏波的特征波形以及特征参数值对患者脉象的具体类型进行判断进而推断患者的病情。
孟柯妤[6](2020)在《用于人体健康监测的体表脉搏传感技术研究》文中指出据世界卫生组织统计,心血管疾病所导致的死亡率占所有死亡原因的首位,已经成为人类健康的“头号杀手”。面对心血管疾病的威胁,人们从最初的全力“治已病”转向聚焦“治未病”,做到早发现、早预防、早治疗。由于脉搏波蕴含着丰富的与人体心血管系统健康状况相关的信息,对其进行实时连续监测,能够及早发现心血管系统的异常,并及时预防或就医,避免重大病情的发生。目前临床常用的检测生理参数的医疗设备(动脉硬化检测仪、医疗心电监护仪等)测量准确度较高,但由于体积庞大、操作复杂等各种条件限制,通常不能实现便携式人体生理参数的监测。近年来,随着传感技术、电子技术和人工智能的发展,可穿戴式的智能健康监测设备快速发展,为了满足人们对于小型化、柔性化、舒适化等诸多需求,越来越多的研究学者致力于柔性可穿戴传感器在智能医疗领域的研究,旨在通过柔性传感器的设计实现人体心血管系统健康状况的监测。本学位论文基于摩擦起电和静电感应原理,研究了三类柔性压力传感器及其相关应用,主要研究内容如下:(1)研究了柔性薄膜式压力传感器。采用多层结构,包括聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)保护层、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)中间摩擦层和聚乙烯对苯二酸脂(Polyethylene terephthalate,PET)基底摩擦层。利用PTFE材料的柔软和化学稳定特性,将多个PTFE矩形条带编织成网状结构,兼具间隙层和摩擦层的作用。当传感器受到外力作用时,交叉编织条带间的空隙受到挤压,使得条带相互聚拢,产生较大形变,且网状结构具有较好的弹性回复能力,不仅能够为不同摩擦层之间的相对运动提供充分的间隙空间,还可与PET基底之间实现接触分离。采用弹性力学理论对传感器受力形变后不同摩擦层间的接触面积进行了分析,并对传感器受力形变分布和电势分布进行了仿真。进一步地,对编织条带数目和传感器制作材料进行了优化。传感器输出性能测试表明,当外界压强P<0.71 k Pa时,具有较高的灵敏度,可达到45.7 m V/Pa,检测极限低至2.5 Pa。(2)研究了指腹按压式脉搏传感器,采用多层膜结构,包括纳米半球修饰的聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)、纳米半球修饰的聚乙烯(polyethylene,PE)薄膜。利用阳极氧化铝模板(Anodic Aluminum Oxide,AAO)在材料表面制作微结构可降低材料表面的粘附性,缩短传感器的响应时间,同时,微结构的存在增加了摩擦层之间的间隙,为其产生形变提供相对运动空间,使得传感器能够感知到较宽范围内的压力信号。采用赫兹接触理论对纳米半球结构进行了理论受力分析,对传感器不同受力状态下的电势分布进行了仿真。通过实验测试结果可知,纳米半球结构的修饰有效地提高了传感器的输出性能,灵敏度达到49.8 m V/Pa(<0.91 k Pa),最小压力检测极限可至3 Pa,具有宽频响应范围(0.5-30Hz)和快速响应时间(<6 ms)。(3)研究了织物压力传感器。由导电纤维缝制而成的多个独立花瓣结构摩擦层、尼龙圆环支撑层和镀银导电织物基底层构成,其中,尼龙圆环支撑层解决了传统织物传感器中由于纱线存在摩擦阻碍而导致较多的外界能量被纱线吸收的问题,为导电纤维受力后向周围产生形变提供了充足的空间。传感器导电纤维摩擦层设计为多个独立花瓣状,而不是整片状,由于每个独立的花瓣面积相对较小,当传感器受力后,作用于每片花瓣上的压强大,有利于提高传感器的灵敏度,尤其适用于对微小压力信号的灵敏感测。利用赫兹理论对传感器受外力后摩擦层之间的接触面积进行了分析,并分别对导电纤维缝制的整片状结构、条纹长度相同以及条纹长度不一致的独立花瓣结构的受力形变分布进行了分析。进一步地,对传感器的结构参数进行了优化,包括缝制的花瓣数量、缝制花瓣条纹的导电纤维捻合匝数等。测试结果表明,采用单匝导电纤维缝制而成的六个花瓣结构的传感器,其输出性能最优,在较小的压力范围内(<4.3 k Pa),灵敏度可达到3.88 V/k Pa。(4)研制了可穿戴健康监测系统,利用所研究的传感器对脉搏信号进行实时连续监测。基于网状结构的柔性可穿戴薄膜压力传感器测试了人体不同部位、不同年龄以及不同健康状况人群的脉搏信号;基于纳米半球结构的指腹按压式脉搏传感器测试了不同物体表面、不同按压力度以及不同手指的指腹脉搏信号;基于花瓣结构的可穿戴织物压力传感器测试了不同人群和人体不同部位的脉搏信号。测试结果表明,三种传感器均可清晰地提取脉搏波波形中的特征点,显示了所研究的传感器具有较高的灵敏度以及较强的适用性。将测试到的脉搏波与医疗监护仪所测得的脉搏波进行对比,结果显示,二者保持高度一致。(5)针对所研究的脉搏传感器,在心血管疾病监测方面展开了相关应用研究。通过提取脉搏波波形中的特征点计算了心血管健康参数,包括反射波增强指数、K值、脉搏波传导速度等,并在医院采集了113名不同健康状况被测者(年龄分布在22-82岁之间)的脉搏波数据进行了参数测试。利用脉搏波传导速度与心血管参数相结合的方法,建立了血压计算模型,通过将血压模型计算的结果与OMRON血压计测试的结果进行对比,收缩压和舒张压的平均绝对误差/平均相对误差分别为2.75/2.31%和1.52/2.11%,验证了所建立血压模型的可靠性与准确性。将织物压力传感器佩戴在被测者手腕处,能够清晰地捕捉到睡眠时的人体脉搏信号。提取脉搏波波形中的峰值点和谷值点并计算脉搏周期,而后与非睡眠呼吸事件引起的脉搏波峰-谷值和脉搏周期的变化趋势进行对比,发现二者具有一定的差异,可以初步判断被测者是否发生了睡眠呼吸事件。
章云霖[7](2020)在《面向脉象检测的柔性压力传感器阵列研究》文中认为中医作为中华传统文化的精髓,在疾病诊断与治疗中的有效性、独特性在两千多年来已得到了很好的验证。作为中医四诊之一的中医脉诊在疾病诊断中早已显示出其独特的优势。然而,中医医师在临床脉诊的过程中,对脉象判断的依据没有统一标准,而且脉诊的精确度会受到中医医师主观感受和经验水平的限制。另外,传统的脉诊方式不易将中医脉诊中隐晦的经验数据与现代的大数据相融合,因此其在中医现代化和智慧医疗的应用中面临着很大的挑战。因此,如何将脉诊中难以言表的脉象信息如“位、数、形、势”等概念进行提取,并将其具体化、参数化呈现,是提高中医脉诊的准确度、推进中医现代化的关键所在。针对如何有效捕获和提取脉象的微弱信号,并在数据与中医脉象间建立对应关系的关键问题,本论文基于中医脉象理论并结合可穿戴的概念,设计了面向脉象检测的压力传感器阵列,对传感器的性能进行全面的研究,最终实现了“寸”、“关”、“尺”脉位上脉象信息的实时检测,并利用中医理论进行了详细的分析。本论文的主要研究内容如下:(1)分析了人体桡动脉处的脉搏分布特征,基于此对脉搏的运动进行了力学建模,验证了本论文基于阵列式传感器对脉象进行检测的必要性;并根据脉搏分布特点对阵列传感器中传感单元的排布进行了设计,实现多脉位、多维度的脉象信号检测。根据脉象检测传感器检测的需求及离子液体凝胶的特点,设计了基于离子液体凝胶的柔性压力传感器阵列,详细地阐明了传感器的制备工艺流程。另外,阐明了传感器结构表征和性能测试的方案,搭建了适用于脉象检测的多通道数据采集平台,用于传感器阵列对多维度脉象信号的高精度实时采集和曲面呈现。(2)详细地研究了离子液体凝胶基传感器的性能,基于离子液体凝胶的传感器不仅对压力显示了宽的检测范围、高的灵敏度及快速响应的特性,而且该传感器也显示了很好的生物兼容特性、自修复特性和传感阵列的一致性。上述研究结果表明基于离子液体凝胶的传感器能够满足脉象检测的高灵敏、生物兼容、稳定性及良好一致性的需求,证实了基于离子液体凝胶传感器用于脉象检测的可行性。(3)基于优化的离子液体凝胶基传感器阵列和多通道数据采集平台,实现了不同条件下脉象信息的实时采集;结合典型脉搏波知识,采用时域分析法对不同个体和不同身体状态下采集到的脉搏信号进行了分析,实现了不同状态下脉象的实时识别。针对不同状态下采集的阵列脉象信号,在MATLAB平台设计了两种脉搏曲面拟合方法,拟合了脉搏强度分布曲面和特定脉位的脉搏立体曲面,进而从空间维度上实现了“数”、“位”、“形”、“势”等脉象信号形象具体地呈现,并对阵列传感器采集的不同脉象强度的分布特点进行了对比,验证了多维脉象曲面分析方法的可行性。
李洋洋[8](2020)在《基于行驶工况的整车能量流智能管理方法研究》文中研究指明随着人工智能、智能制造、大数据和区块链等新一轮的科技革新,汽车行业迎来了巨大的变革,“电动化、智能化、网联化、共享化”的新技术时代已经到来。另外,国六排放标准的应用使得汽车油耗以及排放法规更为严苛,排放检验场地也由实验室环境扩展到了室外道路环境,这使得车辆运行的工况点分布更广,排放优化点更多,需综合考虑的因素也就更多。能量流管理技术是传统车/新能源汽车开发的关键技术之一,也是迄今为止汽车开发过程中研究最为活跃、范围最广和程度最深的研究方向之一,其研究范围从特定工况的静态优化发展到了实际行驶工况下的参数辨识、预测以及控制策略在随机道路条件下的在线调节和动态优化,研究重点从稳态工况下的燃油经济性单目标优化发展到了瞬态工况下的燃油经济性和排放多目标综合控制。因此,本文以课题组提出的基于先进传感技术与数值仿真耦合的整车瞬态性能在线检测方法、发动机控制与性能参数的量化关系以及多层级能量管理技术作为基础,重点围绕“车辆瞬态性能与运行及控制参数的在线检测方法”与“基于典型工况下机-化-热-电的车辆能量管理策略开发”所面临的科学问题展开研究,开发了“实验-数据-模型”三元融合的车辆能量管理技术,采用了基于统计学与遗传进化算法相结合的方式对实际道路工况进行了重组,提出了基于李雅普诺夫优化的在线优化算法并在本文搭建的车辆性能仿真平台上进行了验证。论文主要工作内容和结论如下:(1)开发了基于两稳态传感器法的RGF简化模型,基于RGF简化模型进一步开发了发动机扭矩和油耗预测模型,并提出了一种整车实际道路状态测试分析试验方法。基于两稳态传感器法的扭矩和油耗模型具有良好的测试精度,误差范围均在5%以内,方法简便,可以实现车辆在实际道路下的在线测试应用,这对优化瞬态下油耗具有重要的作用。(2)提出了基于统计学方法与遗传进化算法相结合的道路工况重组方案,对构建的工况和原始数据进行了台架复现分析。基于统计学方法和遗传进化算法相结合的方式重组的工况更贴近于真实道路工况,这使得车辆开发过程中的性能更贴近于真实道路下的性能。(3)开展了整车能量流的多物理场集成建模及优化工作,分析了RDE工况下的整车/发动机性能、燃烧特征及能量分布,揭示了能量项的影响因素。结果表明,(a)NEDC和WLTC的有效功输出占比均大于RDE下的有效功输出占比,燃烧损失发生的工况排序分别为WLTC、RDE、NEDC,这说明了车速变化越剧烈,缸内燃烧损失越大;(b)NEDC和WLTC下的排气焓增均高于RDE下的排气焓增,但占比都在20%以上,同时,三种不同驾驶循环下的冷却水传热能量占比也都在18%以上;(c)经过换挡策略优化之后的车辆在NEDC和WLTC下的节油率分别达到了3.0%和2.78%。(4)构建出了基于发动机转速和扭矩的瞬态油耗模型并应用在混合动力系统中,搭建了混合动力性能分析及优化平台,提出了基于李雅普诺夫优化的在线能量管理算法,与DP和A-ECMS算法进行了对比分析。基于马尔科夫与工作模式相结合的标准化前向DP算法与基础DP算法在性能上并无差异,但所需运行时间更短。另外,本文从能耗性能的稳定性出发提出的基于李雅普诺夫优化的在线瞬时能量管理算法和A-ECMS算法相比,平均油耗下降了13%。因此,多模式算法开发和遗传进化算法的应用研究有望借助于多学科下的能量管理模型构建统一标准化的算法平台,解决车辆测试循环的马尔科夫性、控制/约束变量以及目标函数的不确定性、进化算法的大规模与多样化问题。(5)通过对Otto发动机中的压缩比和VVT变量进行调整,在此基础上,引入高压EGR系统,可实现同时降低发动机油耗和NOx排放的双重效果;优化后发动机(阿特金森发动机)在串联式混合动力汽车中输出的累积油耗量在NEDC、WLTC、RDE工况中分别降低了4.58%,4.98%,4.31%,累积NOx体积分数则降低了73.34%,71.82%,58.11%;对于串并联车型来说,不管是CD阶段还是CS阶段,不管在何种驾驶循环工况中,累积油耗量的下降幅度均高于串联车型,累积NOx量的下降幅度却低于串联车型。通过本文的研究,促进了热力学、测试方法和机器学习等交叉学科的发展,实现人工智能在车辆领域的应用。同时,由于瞬态在线技术的应用,可以促使传统燃烧学、热力学和传热学等基础学科从稳态向瞬态拓展,进一步完善传统学科的基础理论并有望实现瞬态工况下的多目标性能实时控制,从而提高车辆在实际运行环境下的性能,达到节能减排的目标,具有重大的工程应用前景。
孙静[9](2020)在《融合制动意图预测的电动汽车制动力分配策略研究》文中研究说明随着能源消耗和环境污染问题的日益严峻,电动汽车凭借其可再生、清洁的优势成为研究热点,但由于续航里程的限制,制约了其大规模的推广和应用。制动能量回收能够显着提高电动汽车续航里程。由于制动过程是由驾驶员操纵完成的,研究融合驾驶员制动意图的电动汽车制动力分配策略具有重要的意义。本文以具有电液复合系统的前驱型纯电动汽车作为研究对象,基于Matlab/simulink建立整车模型,采集车辆在真实驾驶工况下的行驶数据作为数据库,使用Relief F和RRelief F算法进行数据的预处理。在进行制动意图预测时,首先基于无监督学习方式模糊C均值算法(FCM)对制动意图进行分类,以主缸压力作为输入,将制动意图分为四类:轻微制动、普通制动、强烈制动、紧急制动;然后,基于监督学习方式随机森林(RF),以基于Relief F选择的特征参数作为输入,以FCM聚类结果作为目标,训练制动意图的预测模型,用于在线预测制动意图。由于制动强度具有自然连续性,与道路类型、驾驶员驾驶习惯密切相关,故选用具有反馈和记忆功能的非线性自回归神经网络(NARX)预测制动强度。以基于RRelief F选择后的特征参数作为输入,以主缸压力作为目标,基于NARX训练制动强度预测模型,在线预测制动强度。最后,提出一种新型的制动力分配策略:在轻微制动时,考虑到电池寿命不进行制动能量的回收;在普通制动、强烈制动时,考虑到路面附着系数与制动强度之间的差值关系,保证安全的同时尽量提高车辆的能量回收效率;在紧急制动时,设计了基于模型预测控制(MPC)的最佳滑移率控制器,尽量缩短制动距离,提高车辆的制动安全性。仿真结果表明:制动意图和制动强度的预测准确率与预测周期密切相关,当预测周期小于0.5s时,预测准确率极高;采用新型的制动力分配策略,能够显着降低电池的充电次数,并且对能量回收的影响极小,在紧急制动时,与基于MPC控制的传统的ABS相比,能够缩短制动距离。
卢秀岗[10](2020)在《水下高压气体爆喷气泡实验和数值模拟研究》文中提出随着陆上的煤炭、石油、天然气等自然资源的不断枯竭,储量丰富、种类繁多的深海资源正逐渐引起人们的重视,深海资源的勘探和开采已经被摆上更加重要的位置。气枪震源因其性能稳定、自动化程度高、成本低等诸多优点,成为当前应用最为广泛深海资源的勘探工具。气枪工作时枪体内部高压气体的爆喷过程是一个极为复杂的物理过程。气枪气泡的运动过程往往较为复杂,除了高速射流往往还伴随着湍流和漩涡的形成,为气枪气泡的研究增加了很多困难。当前的气枪气泡理论研究主要基于球形气泡理论,忽略了气枪气泡在水下爆喷过程中的出现的射流、迁移、融合等强非线性过程对气泡压力波产生的影响。当前研究主要集中于对远场压力子波的研究,对气枪气泡形态及运动特性的研究较少,气枪气泡实验研究同样不足。本文利用实验研究和数值模拟两种方法对气枪气泡运动特性和压力波特性开展研究,探究不同气枪设计及初始条件对气枪气泡运动特性和压力波特性的影响,以期为气枪的结构改进和性能优化提供新思路。在实验研究中,本研究设计了有喷口设计和无喷口设计两款气枪装置,在尺度为2m×2m×2.5m的开口水箱中进行实验。采用高速摄像机捕捉气泡形态和运动过程;采用PCB系列压力传感器来记录流场测点压力变化。本文设计了一系列实验,对不同气枪初始压强、投放深度以及气枪出口形式对气泡运动特性和压力波特性的影响进行研究。在数值研究中,本文选取了基于有限体积方法(Finite Volume Method,简称FVM)的数值模型,对气枪工作过程中高压气体的爆喷过程进行仿真。有限体积法较好地模拟气泡撕裂、融合等复杂流体过程,通过模拟梭阀运动,很好的仿真出气枪气泡与复杂枪体结构,对于探究出口尺寸、初始压强、放气时间等关键参数对气枪特性的影响有较大的意义。首先利用实验研究的数据,对本文数值模型的有效性进行验证。结果证明数值模型结果与实验结果吻合良好。然后利用建立的基于有限体积方法数值模型,对出口尺寸、初始压强、放气时间等气枪参数的改变对气泡压力波特性的影响进行研究。同时对比了两款气枪的压力波特性,探究了增加喷口设计对气枪压力波特性的影响,发现喷口设计可以一定程度增加气枪初泡比。另外,本文通过实验和数值仿真结合的方法探究了水下高压气体爆喷气泡和自由面及水面浮体的相互作用。
二、一种基于压力传感器阵列的车型特征参数融合原理(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种基于压力传感器阵列的车型特征参数融合原理(论文提纲范文)
(1)基于蜂巢组织一体成型的柔性压力分布传感织物及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 智能纺织品 |
1.2.1 智能纺织品定义 |
1.2.2 智能纺织品分类及应用 |
1.3 柔性可穿戴传感设备 |
1.3.1 柔性可穿戴传感器概述 |
1.3.2 柔性可穿戴传感器传感机理与研究 |
1.4 纺织基柔性电容式传感器 |
1.4.1 纺织基柔性电容式传感器特点 |
1.4.2 纺织基柔性电容式传感器国内外研究 |
1.4.3 纺织基柔性电容式传感器应用 |
1.5 本课题的研究目的、意义、内容 |
1.5.1 研究的目的和意义 |
1.5.2 研究内容和方法 |
第二章 蜂巢织物的设计与制备 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料和设备 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 蜂巢结构压力分布传感织物的制备 |
2.3.1 组织结构设计 |
2.3.2 织造工艺 |
2.4 蜂巢组织压力分布传感织物的表征 |
2.4.1 碳纤维及经纬纱性能表征 |
2.4.2 织物表征 |
2.5 本章小结 |
第三章 蜂巢结构柔性压力分布传感织物的物理性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料与设备 |
3.2.2 试验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 舒适性能 |
3.3.2 力学性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 蜂巢结构柔性压力分布传感织物的传感性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料和设备 |
4.2.2 试验方法 |
4.3 柔性电容式压力传感器模型 |
4.3.1 模型建立 |
4.3.2 传感原理分析 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 传感特征 |
4.4.2 传感器参数测试与分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 蜂巢结构柔性压力分布传感织物的应用 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料和设备 |
5.2.2 试验方法 |
5.3 单交织点传感应用 |
5.4 传感织物阵列设计与应用 |
5.4.1 传感织物阵列设计 |
5.4.2 单片机与控制系统 |
5.4.3 测试及应用 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间取得的成果 |
(2)储备粮实物数字云图监管方法和应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 储备粮实物监管国内外研究现状 |
1.2.1 储备粮实物监管国外研究现状 |
1.2.2 储备粮实物监管国内研究现状 |
1.3 粮堆场理论与应用的国内外研究现状 |
1.3.1 粮堆场理论与应用的国外研究现状 |
1.3.2 粮堆场理论与应用的国内研究现状 |
1.3.3 课题研究基础 |
1.4 研究目标、主要内容与技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 主要内容 |
1.4.3 技术路线 |
第2章 储备粮实物监管原理与可行性分析 |
2.1 散装生物物料监管基本原理 |
2.1.1 生物物料料堆场的连续性 |
2.1.2 生物物料料堆场的周期性 |
2.1.3 生物物料料堆内多场耦合的协调性 |
2.2 储备粮实物监管基本原理 |
2.2.1 粮堆场特性 |
2.2.2 衍生特性 |
2.3 储备粮实物监管原理应用的可行性分析 |
2.3.1 储备粮实物监管的库存模态 |
2.3.2 不同库存模态对温度场特性的影响分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于粮温数字特征相关性与连续性的储备粮监管方法研究 |
3.1 数据与处理 |
3.1.1 储粮生态区 |
3.1.2 粮情数据 |
3.1.3 数据预处理 |
3.2 方法 |
3.2.1 改进的基于粮温数字特征相关性的库存模态检测方法 |
3.2.2 基于粮温数字特征连续性的库存模态分类方法 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 库存模态检测试验与结果分析 |
3.3.2 库存模态分类试验与结果分析 |
3.4 阈值的二次优化 |
3.4.1 数据来源 |
3.4.2 优化算法原理 |
3.4.3 不同算法的阈值优化结果与评价 |
3.4.4 优化结果应用 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于温度场云图特征相关性的储备粮监管方法研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 粮情数据来源与处理 |
4.1.2 温度场云图生成 |
4.1.3 基于温度场云图特征相似度的库存模态检测方法 |
4.1.4 基于温度场云图特征相关性的库存模态分类方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 库存模态检测试验结果与分析 |
4.2.2 库存模态分类试验结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 跨域储备粮仓群监管模式研究 |
5.1 不同管理者角度的跨域储备粮仓群监管模式 |
5.1.1 国家粮食和物资储备局及其垂直管理机构的监管模式 |
5.1.2 中国储备粮管理集团有限公司的监管模式 |
5.2 跨域储备粮仓群监管实现的必要条件 |
5.2.1 多参数的规模化采集与集中化存储 |
5.2.2 数据的标准化存储 |
5.3 跨域储备粮仓群监管的系统应用模式 |
5.3.1 基于B/S结构的储备粮监管系统应用模式 |
5.3.2 基于C/S架构的储备粮监管系统应用模式 |
5.3.3 单机版的应用模式 |
5.4 实现跨域储备粮仓群监管的结构 |
5.5 本章小结 |
第6章 储备粮数字云图监管系统及应用 |
6.1 储备粮数字云图监管系统 |
6.1.1 系统框架 |
6.1.2 功能模块 |
6.1.3 检测系统界面 |
6.1.4 监管系统的工作流程 |
6.2 储备粮数字云图监管系统应用试验 |
6.2.1 粮情数据 |
6.2.2 应用试验 |
6.2.3 试验结果与分析 |
6.3 跨域储备粮仓群监管应用试验 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间研究成果 |
致谢 |
附录1 DBSCAN算法聚类结果 |
(3)基于人工侧线系统的仿鱼机器人流场辨识研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 鱼类侧线的生理学基础 |
1.3 仿鱼机器人及鱼类侧线仿生学的研究现状 |
1.3.1 仿鱼机器人的研究现状 |
1.3.2 鱼类侧线仿生学的研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 CFD仿真和研究理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 CFD仿真模型 |
2.2.1 仿鱼机器人和人工侧线系统建模 |
2.2.2 仿鱼机器人的机体运动模型 |
2.3 CFD仿真设置 |
2.3.1 CFD网格划分及加密 |
2.3.2 仿真参数设置 |
2.3.3 网格数量和时间步长的独立性验证 |
2.3.4 仿真实验分组设置 |
2.4 研究理论基础 |
2.4.1 流体力学理论分析 |
2.4.2 CFD仿真初步验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 不同流场中人工侧线系统的压力分布特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 原始仿真数据处理 |
3.2.1 原始仿真数据 |
3.2.2 五点三次平滑算法 |
3.2.3 Loess平滑算法 |
3.2.4 平滑滤波效果对比 |
3.3 人工侧线系统压力的时空分布特性 |
3.3.1 静水环境中的压力分布时空特性 |
3.3.2 迎流条件下的压力分布时空特性 |
3.3.3 顺流条件下的压力分布时空特性 |
3.4 人工侧线系统压力特征的提取及分析 |
3.4.1 定义压力特征值 |
3.4.2 人工侧线系统各压力特征值的稳定性分析 |
3.4.3 人工侧线系统各压力特征值的敏感性分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 人工侧线系统中压力传感器的布局优化研究 |
4.1 引言 |
4.2 特征选择原理及介绍 |
4.2.1 机器学习中的特征选择 |
4.2.2 特征选择的常用方法 |
4.2.3 基于类内类间距离的可分性判据 |
4.2.4 基于遗传算法的特征选择方法 |
4.3 基于特征选择的人工侧线系统布局优化 |
4.3.1 人工侧线系统布局优化的总体思路 |
4.3.2 不同压力传感器数目下的人工侧线系统最优布局 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于支持向量机的人工侧线系统流场辨识研究 |
5.1 引言 |
5.2 支持向量机理论 |
5.2.1 线性支持向量机 |
5.2.2 非线性支持向量机 |
5.2.3 支持向量机推广 |
5.2.4 多分类支持向量机 |
5.3 基于支持向量机的人工侧线流场辨识模型 |
5.3.1 SVM模型的建立及参数优化 |
5.3.2 基于SVM的人工侧线流场辨识模型 |
5.4 不同布局方式下人工侧线系统的支持向量机分类 |
5.5 本章小节 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)脉搏波采集系统设计与时频特征分析方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.1.1 课题研究的背景 |
1.1.2 课题研究的意义 |
1.2 国内外研究现状综述 |
1.2.1 脉搏波信号采集系统 |
1.2.2 脉搏波信号预处理 |
1.2.3 脉搏波信号特征提取 |
1.2.4 基于脉搏波信号的疾病分类 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 基于多传感器协同的采集系统设计 |
2.1 引言 |
2.2 相关工作 |
2.2.1 脉搏波信号的采集过程 |
2.2.2 脉搏波传感器设计 |
2.3 基于多传感器协同的压阻式脉搏波传感器设计 |
2.3.1 脉搏波传感器输出模型 |
2.3.2 多传感器协同设计 |
2.3.3 悬臂梁和传感器单元设计 |
2.4 三通道脉搏波信号采集系统设计 |
2.4.1 基于三通道同步采集的探头机械设计 |
2.4.2 基于传感器自动调整的模块化电路系统 |
2.4.3 软件系统 |
2.4.4 采集系统主要特色及实物图 |
2.5 脉搏波信号采集系统性能分析 |
2.5.1 传感器静态和动态输出性能比较 |
2.5.2 传感器静态输出准确性分析 |
2.5.3 基于疾病分类的三通道脉搏波分类性能比较 |
2.5.4 采集系统宏观性能指标分析 |
2.6 小结 |
第3章 脉搏波信号预处理与质量评价 |
3.1 引言 |
3.2 相关工作 |
3.2.1 脉搏波信号频率特性分析 |
3.2.2 脉象信号高频噪声去除 |
3.2.3 脉搏波信号基线漂移去除 |
3.3 基于局部点检测的脉搏波信号周期分割及平均周期计算 |
3.3.1 基于局部点检测的周期分割 |
3.3.2 脉搏波信号单周期归一化与平均周期计算 |
3.4 脉搏波信号质量评价 |
3.4.1 脉搏波异常信号类别及产生原因 |
3.4.2 脉搏波幅值异常检测 |
3.4.3 脉搏波波形异常检测 |
3.4.4 脉搏波信号质量实时检测框架和离线分析 |
3.5 预处理实验与结果分析 |
3.5.1 信号质量实时评价性能试验 |
3.5.2 周期分割方法比较 |
3.5.3 基于疾病分类的预处理算法性能分析 |
3.6 小结 |
第4章 基于傅里叶级数的脉搏波参数化特征提取 |
4.1 引言 |
4.2 相关工作 |
4.2.1 基于特征点的脉搏波信号参数化方法 |
4.2.2 高斯混合模型 |
4.2.3 自回归模型 |
4.3 脉搏波信号离散傅里叶级数模型 |
4.3.1 信号的傅里叶级数表示 |
4.3.2 傅里叶级数的三角函数形式 |
4.3.3 基于傅里叶级数的脉搏波参数化 |
4.4 脉搏波参数化方法实验与分析 |
4.4.1 参数选择与优化 |
4.4.2 参数化表示性能和分类实验 |
4.4.3 连续脉搏波信号参数化性能实验 |
4.5 小结 |
第5章 基于Gabor原子字典的脉搏波时频特征提取 |
5.1 引言 |
5.2 相关工作 |
5.2.1 基于小波/小波包的脉搏波信号特征提取 |
5.2.2 基于HHT的脉搏波特征提取 |
5.3 脉搏波信号稀疏分解分析 |
5.3.1 加窗傅里叶变换 |
5.3.2 高斯窗函数的时频特性及Gabor函数 |
5.3.3 基于改进Gabor原子的脉搏波稀疏分解 |
5.4 脉搏波信号稀疏分解实验与分析 |
5.4.1 分解分量表示的稀疏性和有效性分析 |
5.4.2 分解分量的生理意义与疾病可分性 |
5.4.3 基于疾病分类的Gabor特征优化与疾病二分类实验 |
5.4.4 基于脉搏波信号的疾病多分类实验 |
5.4.5 基于多通道脉搏波信号的疾病多分类实验 |
5.5 小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)基于多峰拟合算法的中医脉象检测系统(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 课题研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 研究现状总结 |
1.3 论文整体结构 |
第二章 主要相关技术研究 |
2.1 传统中医诊脉理论分析 |
2.1.1 切诊的方法 |
2.1.2 辨脉的过程 |
2.2 传感器的分析与选型 |
2.3 脉搏波特征的分析方法 |
2.3.1 频域分析法 |
2.3.2 时域分析法 |
2.4 本章小结 |
第三章 脉象数据采集平台的搭建 |
3.1 脉象数据采集系统的整体结构 |
3.2 脉象数据采集器硬件设计 |
3.2.1 数据采集电路设计 |
3.2.2 主控芯片选型 |
3.2.3 串口数据传输电路设计 |
3.2.4 无线传输电路设计 |
3.3 上位机数据接收平台设计 |
3.3.1 初始化及参数设置模块 |
3.3.2 数据传输模块 |
3.3.3 波形显示模块 |
3.4 数据接收云平台设计 |
3.4.1 建立物模型 |
3.4.2 数据上传及保存界面 |
3.4.3 数据库设计 |
3.5 本章小结 |
第四章 脉象数据处理算法研究 |
4.1 脉象信号的小波分析 |
4.2 脉象数据的预处理 |
4.2.1 设置采样参数 |
4.2.2 滤波消噪 |
4.3 去除基线漂移 |
4.3.1 高通滤波法 |
4.3.2 多项式趋势法 |
4.3.3 中值滤波法 |
4.3.4 均值滤波法 |
4.3.5 包络检波法 |
4.4 构建脉象信号的拟合模型 |
4.4.1 寻峰定位 |
4.4.2 提取特征波形 |
4.5 本章小结 |
第五章 系统测试与分析 |
5.1 云平台数据收发调试 |
5.2 上位机数据接收调试 |
5.3 实验数据分析 |
5.3.1 设计实验 |
5.3.2 实验数据 |
5.3.3 实验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(6)用于人体健康监测的体表脉搏传感技术研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 动脉硬化检测技术国内外研究现状 |
1.2.1 有创动脉硬化检测方法 |
1.2.2 无创动脉硬化检测方法 |
1.2.3 基于脉搏波的无创动脉硬化检测方法 |
1.3 血压测量技术国内外研究现状 |
1.3.1 有创血压测量方法 |
1.3.2 无创血压测量方法 |
1.3.3 基于脉搏波的无创血压测量方法 |
1.4 睡眠健康状况及监测技术的研究 |
1.4.1 睡眠及睡眠障碍 |
1.4.2 传统睡眠监测技术的研究现状 |
1.4.3 基于脉搏波的睡眠监测技术的研究现状 |
1.5 柔性传感技术研究现状 |
1.5.1 压阻式柔性传感技术 |
1.5.2 电容式柔性传感技术 |
1.5.3 压电式柔性传感技术 |
1.6 基于摩擦起电效应的传感技术研究现状 |
1.6.1 基本原理、结构 |
1.6.2 基于摩擦起电效应的柔性压力传感技术研究现状 |
1.7 可穿戴传感器态势分析(SWOT) |
1.8 主要研究内容与结构安排 |
2 基于网状结构的可穿戴薄膜式压力传感器 |
2.1 引言 |
2.2 传感器结构与工作原理 |
2.2.1 传感器结构及制备 |
2.2.2 力学分析 |
2.2.3 电学分析 |
2.3 传感器输出性能测试 |
2.3.1 实验测试系统 |
2.3.2 输出性能测试结果及分析 |
2.4 本章小结 |
3 基于纳米半球结构的指腹按压式脉搏传感器 |
3.1 引言 |
3.2 传感器结构与工作原理 |
3.2.1 传感器结构及制备 |
3.2.2 力学分析 |
3.2.3 电学分析 |
3.3 输出性能测试结果及分析 |
3.4 本章小结 |
4 基于花瓣结构的可穿戴织物压力传感器 |
4.1 引言 |
4.2 传感器结构与工作原理 |
4.2.1 传感器结构及制备 |
4.2.2 力学分析 |
4.2.3 电学分析 |
4.3 输出性能测试结果及分析 |
4.4 本章小结 |
5 基于柔性压力传感器的人体体表脉搏传感 |
5.1 引言 |
5.2 脉搏波基础理论 |
5.3 可穿戴健康监测系统的研制 |
5.4 可穿戴薄膜式压力传感器脉搏波测试 |
5.4.1 不同部位脉搏波测试 |
5.4.2 同一区域不同位置脉搏波测试 |
5.4.3 不同人群脉搏波测试 |
5.5 指腹按压式脉搏传感器脉搏波测试 |
5.5.1 不同物体表面的指腹脉搏波测试 |
5.5.2 不同手指的指腹脉搏波测试 |
5.5.3 不同人群的指腹脉搏波测试 |
5.6 可穿戴织物压力传感器脉搏波测试 |
5.6.1 不同人群的不同部位脉搏波测试 |
5.6.2 外界扰动时的脉搏波测试 |
5.7 本章小结 |
6 基于脉搏波的心血管系统及睡眠健康状况的研究 |
6.1 引言 |
6.2 心血管动力学参数 |
6.3 心血管健康参数测量及结果分析 |
6.4 基于脉搏波的睡眠呼吸事件监测 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 本论文工作总结 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 论文的不足之处及展望 |
参考文献 |
附表 113名被测者血压测试结果 |
附录 |
A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
B.攻读博士学位期间参加的学术会议 |
C.攻读博士学位期间的获奖情况 |
D.参加的课题 |
E.学位论文数据集 |
致谢 |
(7)面向脉象检测的柔性压力传感器阵列研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 课题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 柔性触觉传感器研究现状 |
1.2.2 面向脉搏检测的传感器研究现状 |
1.2.3 脉象分析研究现状 |
1.3 课题来源 |
1.4 课题主要研究内容 |
第二章 面向脉象检测的传感系统的设计与制备研究 |
2.1 中医脉象理论支持 |
2.1.1 脉象的力学建模 |
2.1.2 传感单元的排布设计 |
2.2 面向脉象检测的传感器的结构设计 |
2.2.1 面向脉象检测的传感器的宏观结构设计 |
2.2.2 传感器微孔结构响应层的构建与有限元验证 |
2.3 面向脉象检测的传感器的制备工艺 |
2.4 面向脉象检测的传感器的表征与测试方案 |
2.5 本章小结 |
第三章 面向脉象检测的传感器的性能研究 |
3.1 面向脉象检测的传感器的压力感知性能研究 |
3.2 面向脉象检测的传感器的生物兼容性研究 |
3.2.1 传感器的可拉伸性测试 |
3.2.2 传感器的生物运动信号检测 |
3.3 面向脉象检测的传感器的自修复特性研究 |
3.4 面向脉象检测的传感器阵列的一致性研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于柔性阵列传感器的脉象检测与分析研究 |
4.1 一维脉搏波的分析 |
4.1.1 典型脉搏波形分析 |
4.1.2 脉搏波的构造参数 |
4.2 一维脉搏信号的采集与分析 |
4.3 脉象空间分布的采集与分析 |
4.3.1 多通道脉象信号的拟合 |
4.3.2 脉象曲面的对比 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 文本总结 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
致谢 |
(8)基于行驶工况的整车能量流智能管理方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 能源及能源危机 |
1.1.2 汽车政策 |
1.1.3 汽车保有量 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 发动机关键参数检测方法 |
1.2.2 汽车实际道路工况 |
1.2.3 多学科建模技术 |
1.2.4 整车能量流管理技术 |
1.3 研究目标与意义 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 课题来源 |
1.5 研究内容 |
第2章 瞬态工况下发动机关键参数检测方法及验证 |
2.1 整车多源信息融合系统开发 |
2.1.1 试验对象 |
2.1.2 测试方法 |
2.1.3 试验设备及原理 |
2.1.4 模型开发 |
2.2 RGF模型验证 |
2.2.1 模型在稳态下的验证 |
2.2.2 模型在瞬态下的验证 |
2.3 扭矩模型验证 |
2.3.1 模型在稳态下的验证 |
2.3.2 模型在瞬态下的验证 |
2.4 油耗模型验证 |
2.5 本章小结 |
第3章 整车实际行驶工况辨识与开发 |
3.1 试验方案设计 |
3.2 试验准备及数据前处理 |
3.2.1 数据采集方法 |
3.2.2 试验过程 |
3.2.3 数据预处理 |
3.3 特征参数计算模型 |
3.4 机器学习 |
3.4.1 主成分分析 |
3.4.2 聚类分析 |
3.4.3 马尔科夫链 |
3.5 行驶工况合成及分析 |
3.5.1 方案一:基于统计学方法提炼合成工况 |
3.5.2 方案二:基于遗传算法提炼合成工况 |
3.5.3 工况对比分析及发动机台架复现 |
3.6 本章小结 |
第4章 整车能量流的多物理场集成建模及优化分析 |
4.1 多物理场集成建模方案设计 |
4.2 多学科多物理场整车模型搭建及验证 |
4.2.1 数据准备 |
4.2.2 模型搭建 |
4.2.3 模型验证 |
4.3 标准工况/实际行驶工况下能量流对比分析 |
4.3.1 能量流计算公式 |
4.3.2 实际行驶工况下状态参数对比分析 |
4.3.3 标准工况/实际行驶工况下能耗分布对比 |
4.4 基于模型的应用分析 |
4.4.1 量化控制方程验证 |
4.4.2 挡位优化 |
4.5 本章小结 |
第5章 混合动力汽车智能管理方法研究 |
5.1 混合动力汽车简介 |
5.1.1 混合动力车辆节能分析 |
5.1.2 混合动力拓扑架构分析 |
5.2 混合动力模型搭建 |
5.2.1 发动机油耗模型简化 |
5.2.2 电驱动系统搭建 |
5.3 DP控制算法开发 |
5.3.1 DP算法存在问题 |
5.3.2 HNU方法开发 |
5.3.3 结果验证 |
5.4 实时控制算法开发 |
5.4.1 A-ECMS算法原理及开发 |
5.4.2 李雅普诺夫算法原理及开发 |
5.5 HEV混合动力能量管理分析 |
5.5.1 不同电池容量之间的对比分析 |
5.5.2 不同算法之间的对比分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 传统发动机的智能化应用 |
6.1 发展现状 |
6.2 原机模型搭建及校核 |
6.3 Atkinson循环发动机改型方案设计 |
6.4 遗传进化算法优化设计 |
6.5 优化结果分析 |
6.5.1 发动机优化前后性能分析 |
6.5.2 串联式混合动力汽车下性能对比分析 |
6.5.3 串并联式混合动力汽车下性能对比分析 |
6.6 本章小结 |
全文总结 |
创新点 |
工作展望 |
参考文献 |
附录 A 攻读博士期间的科研成果 |
附录 B 攻读博士期间课题参与情况 |
致谢 |
(9)融合制动意图预测的电动汽车制动力分配策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 制动意图与制动强度识别的研究现状 |
1.2.2 制动力分配策略研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第二章 试验车辆结构分析与建模 |
2.1 车辆系统结构及工作原理 |
2.2 电动汽车系统建模 |
2.2.1 驾驶员模型 |
2.2.2 汽车纵向力模型 |
2.2.3 轮胎模型 |
2.2.4 电机模型 |
2.2.5 电池模型 |
2.2.6 液压制动模型 |
2.3 数据的采集 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于混合机器学习方式预测制动意图 |
3.1 基于FCM对制动意图进行分类 |
3.1.1 模糊C均值(FCM)算法概述 |
3.1.2 FCM聚类结果分析 |
3.2 基于Relief F算法选择特征参数 |
3.3 基于RF预测制动意图 |
3.3.1 随机森林(RF)算法概述 |
3.3.2 基于RF预测制动意图结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于NARX神经网络预测制动强度 |
4.1 基于RRelief F算法选择特征参数 |
4.2 NARX神经网络概述 |
4.2.1 NARX神经网络结构 |
4.2.2 评价指标 |
4.3 NARX神经网络参数的确定 |
4.4 NARX神经网络预测制动强度结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 电动汽车制动策略研究 |
5.1 制动能量回收策略研究 |
5.1.1 车辆前轴与后轴的制动力分配策略研究 |
5.1.2 几种典型的制动力分配策略 |
5.1.3 一种新型的制动力分配策略 |
5.2 紧急制动时安全控制策略研究 |
5.2.1 最佳滑移率的估计 |
5.2.2 模型预测控制(MPC)简介 |
5.2.3 基于MPC的滑移率跟踪控制器设计 |
5.3 仿真结果分析 |
5.3.1 非紧急制动时能量回收仿真结果分析 |
5.3.2 基于MPC的制动安全性仿真结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间的研究成果及发表的学术论文 |
(10)水下高压气体爆喷气泡实验和数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABASTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 气枪发展历程 |
1.2.2 理论与数值研究现状 |
1.2.3 实验研究现状 |
1.2.4 国内外研究工作小结 |
1.3 本论文主要工作 |
第2章 水下高压气体爆喷气泡研究方法及原理 |
2.1 引言 |
2.2 水下高压气体爆喷过程 |
2.3 实验方法及原理 |
2.3.1 实验水箱 |
2.3.2 实验气枪 |
2.3.3 测量系统 |
2.3.4 实验工况设置 |
2.3.5 实验步骤 |
2.3.6 测量误差 |
2.4 数值方法及原理 |
2.4.1 有限体积法的研究方法及原理 |
2.4.2 湍流模型 |
2.4.3 边界条件 |
2.4.4 动网格技术 |
2.5 小结 |
第3章 水下高压气体爆喷气泡运动特性实验研究 |
3.1 引言 |
3.2 水下高压气体爆喷气泡形态及运动 |
3.2.1 无喷口设计气枪气泡形态及运动特性 |
3.2.2 有喷口设计气枪气泡形态及运动特性 |
3.3 气枪气泡引起的水冢形态及运动特性 |
3.4 气枪引起的水冢对水面浮体稳性影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 水下高压气体爆喷气泡流场压力特性实验研究 |
4.1 引言 |
4.2 气枪子波的基本理论 |
4.2.1 气枪子波的形成 |
4.2.2 气枪压力波的关键参数 |
4.2.3 气枪压力波品质评价标准 |
4.3 水下高压气体爆喷气泡压力波的波形特征 |
4.3.1 无喷口设计气枪压力波特性 |
4.3.2 有喷口设计气枪压力波特性 |
4.4 不同初始条件对气枪压力波特性的影响 |
4.4.1 不同初始压强对气枪压力波特性的影响 |
4.4.2 不同投放深度对气枪压力波特性的影响 |
4.4.3 两种气枪压力波特性对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于有限体积方法的水下高压气体爆喷气泡数值研究 |
5.1 引言 |
5.2 数值模型有效性验证 |
5.2.1 数值计算模型 |
5.2.2 收敛性分析 |
5.2.3 数值仿真和无喷口设计气枪实验结果对比 |
5.2.4 数值仿真和有喷口设计气枪实验结果对比 |
5.2.5 数值仿真和气泡引起的水冢实验对比 |
5.3 不同参数对气枪气泡运动及压力波特性影响研究 |
5.3.1 不同出口尺寸对气枪压力波特性的影响 |
5.3.2 不同初始压强对气枪压力波特性的影响 |
5.3.3 不同气枪放气时间(梭阀运动)对气枪压力波特性的影响 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
四、一种基于压力传感器阵列的车型特征参数融合原理(论文参考文献)
- [1]基于蜂巢组织一体成型的柔性压力分布传感织物及性能研究[D]. 李思明. 江南大学, 2021(01)
- [2]储备粮实物数字云图监管方法和应用研究[D]. 崔宏伟. 吉林大学, 2021(01)
- [3]基于人工侧线系统的仿鱼机器人流场辨识研究[D]. 司伟伟. 山东大学, 2021
- [4]脉搏波采集系统设计与时频特征分析方法研究[D]. 江志兴. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]基于多峰拟合算法的中医脉象检测系统[D]. 王博. 北方民族大学, 2021(08)
- [6]用于人体健康监测的体表脉搏传感技术研究[D]. 孟柯妤. 重庆大学, 2020(02)
- [7]面向脉象检测的柔性压力传感器阵列研究[D]. 章云霖. 苏州大学, 2020(02)
- [8]基于行驶工况的整车能量流智能管理方法研究[D]. 李洋洋. 湖南大学, 2020(01)
- [9]融合制动意图预测的电动汽车制动力分配策略研究[D]. 孙静. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]水下高压气体爆喷气泡实验和数值模拟研究[D]. 卢秀岗. 哈尔滨工程大学, 2020(04)