基于DREAM_ZS算法的EIT电阻率反演方法研究

针对电阻抗成像（EIT）中的电阻率反演及其不确定性量化问题,提出基于贝叶斯理论的不确定性分析方法.首先,利用反向传播（BP）神经网络模型作为正问题替代模型,取得了计算精度高的结果,并且大大提高计算效率.然后,采用基于贝叶斯理论的自适应差分进化Metropolis抽样（DREAM_ZS）算法对电阻率进行反演,并对不同激励模式和不同先验分布进行了对比分析.对模拟头部的4层同心圆模型的反演结果显示,DREAM_ZS抽样算法能够对4个参数进行准确识别,相对激励模式的反演效果最优.4个参数的不确定性程度不同,头皮电阻率不确定性最小,敏感性最强,其次是颅骨,大脑和脑脊液的不确定性较大.进而,对高维参数的圆模型进行仿真,采用相对激励模式,DREAM_ZS抽样算法能够准确反演二维圆模型的各个参数.参数的先验分布为正态分布时,与均匀分布相比,其反演结果不确定性小,对算法的识别效果更强.     

基于最小二乘回归模型的EIT数据分析

医学电阻抗成像技术（EIT）是当今生物医学工程领域重大研究课题之一。本文利用最小二乘回归模型分析了圆形场EIT扫描数据,实现了场域内干扰物质的相对尺寸及相对位置的确定,为实现EIT动态心肺监测活动奠定基础。     

脉冲电压下粒子荷电的实验研究

对脉冲电压下粒子的荷电进行了实验研究，得出粒子的荷电量Ｑ、峰值电压ＶＰ、电晕电流Ｉ之间关系式Ｑ＝ｋＶＰ√Ｉ成立。与直流电压相比，脉冲电压可以在较小的电晕功率下使粒子获得较大的荷电量。这些研究结果可应用于脉冲电除尘器等领域。     

牵引供电臂末端电压偏低的原因分析及解决方案

铁路的发展对牵引供电设备提出了越来越高的要求,原有的牵引供电设备怎样满足现有列车的运行,是摆在我们面前的新课题。本文仅就牵引网存在的问题之一——接触网末端电压偏低的情况,谈谈自己的一些见解和解决方案。     

虚拟阻抗的无电压传感器并网逆变器控制

接口阻抗可以滤除谐波,但接口阻抗和电压传感器会增加系统的体积、功率损耗以及复杂性。针对上述问题,提出了基于虚拟阻抗的无电压传感器控制方案,来实现逆变器并网。文章对逆变器系统模型和虚拟阻抗的实现原理进行了阐述,提出了一种基于虚拟阻抗的控制方法,以实现无接口阻抗和无交流电压传感器控制,在启动时使用电流传感器同步,为了降低系统的复杂性,只使用虚拟电阻进行自同步的方法。通过将Matlab/simulink仿真和实验对结果进行了对比,验证了这些方法的稳定性和动态特性。     

基于空间电压向量法的三电平逆变器的研究

提出一种基于空间电压向量PWM控制法,采用空间电压向量PWM控制法的三电平逆变器控制原理简单,易于实现,特别适合于电路拓扑结构复杂的多电平逆变器系统,而且输出波形更接近正弦波,减小了谐波,解决了低耐压功率器件应用于高压大功率的问题.     

液晶等效折射率随电压变化关系的研究

给出了液晶等效折射率随电压变化的简单测量方法与实验结果     

人机一体化系统的高级接口——大脑计算机接口

介绍了人机一体化系统的概念,提出大脑计算机接口是“人机耦合”型人机一体化系统关键技术。阐述了大脑计算机接口原理、大脑计算机接口系统硬件构成、大脑计算机接口技术的研究方法,大脑计算机接口技术的应用和展望,对BCI的研究和人机一体化系统和技术的发展具有重要意义。     

电压稳定剂改善聚乙烯共混材料绝缘性能的研究

为了开发新一代可回收电缆材料,提升其绝缘性能,选取间氨基苯硼酸、2-甲氧基-5-吡啶硼酸和间氨基苯甲酸3种新型电压稳定剂添加入聚乙烯共混物中,分析其对聚乙烯共混物绝缘性能的改善作用及机理。采用溶液法将质量分数为1%的电压稳定剂添加入含质量分数为10%高密度聚乙烯(HDPE)的低密度聚乙烯(LDPE)共混材料,通过热压法制备试样,利用红外光谱、差式扫描量热法、X射线衍射、电树枝起始实验、直流电导率和空间电荷测量对材料进行物理化学分析和电气性能测试。研究结果表明,聚乙烯共混提升了热稳定性和结晶度,添加电压稳定剂后进一步提升了共混物的结晶度,对共混物的熔融特性无明显影响。添加了电压稳定剂的共混物的电树枝起始电压均明显提高,间氨基苯甲酸共混物的电树枝起始电压比LDPE/HDPE共混物提高了47%。电压稳定剂对共混物的直流电导率作用明显,间氨基苯甲酸能够明显降低共混物的直流电导率。3种电压稳定剂对共混物的空间电荷积累具有明显的抑制作用,且添加了间氨基苯硼酸的共混物具有最少的空间电荷积累。陷阱能级和视在迁移率计算发现,添加了电压稳定剂的共混物中浅陷阱密度增加,视在电荷迁移率增大,有利于抑制材料中空间电荷的积累。实验结果可为新一代环保电缆的开发提供一定参考。     

人机一体化系统的高级接口——大脑计算机接口

介绍了人机一体化系统的概念,提出大脑计算机接口是"人机耦合"型人机一体化系统关键技术.阐述了大脑计算机接口原理、大脑计算机接口系统硬件构成、大脑计算机接口技术的研究方法,大脑计算机接口技术的应用和展望,对BCI的研究和人机一体化系统和技术的发展具有重要意义.     

医用电阻抗成像系统的模块化设计

电阻抗成像是一种新的无损伤的功能成像技术．采用模块化设计,建立一种基于物理模型的医学电阻抗成像硬件系统．该系统主要有恒流源模块、驱动模块、测量模块、信号处理模块、控制和成像模块组成．该系统通过测量被测目标表面电信号并进行分析和处理,再通过逆问题求解,重构出电阻抗分布图像．实验表明,该系统设计合理,工作稳定,具有实时检测、使用方便及扩展性强等特点．     

基于肺部先验知识的电阻抗成像重构算法

为获取人体肺部组织分布,结合人体肺部组织的结构特征,运用大型有限元仿真软件COMSOL,根据CT肺部扫描图像构建人体肺部模型,同时结合人体组织和器官电导率分布参数等信息,并考虑肺部先验知识,采用共轭梯度算法重建被测场电导率分布图像．仿真实验表明,灵敏场均匀性指标由基于圆形场域的34．218减少到基于肺部模型灵敏场域的15．568,灵敏场的均匀性得到明显改善,且重构图像具有较高的分辨率和图像质量．     

电阻抗测量在脑水肿检测中的应用

生物电阻抗是反映生物组织、器官、细胞或整个生物机体电学性质的物理量,生物电阻抗分析法应用于人体组成成分检测是近年来才发展起来的一种新方法.该技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种无损伤检测技术.具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点,医生和病人易于接受.目前无创性脑电阻抗双道检测系统和脑电阻抗地形图系统已经进入了临床实验阶段,非接触磁感应断层成像作为一种新的、更为有效的测量方式被广为关注.     

电阻抗CT技术在人体上肢图象重建中的应用

人体实验是电阻抗ＣＴ技术应用于临床的重要研究课题之一。在研制了适用于人体上肢的环状无源３２－电极系统的基础之上,对不同受试者的上臂和前臂作了多组测试工作。文中给出了电阻抗ＣＴ逆问题计算的数学模型和人体实验的结果。结果表明：经过图象重建和处理后,基本符合人体上肢的解剖学特征,可以清晰地分辨出骨骼与肌肉组织。     

数值延拓法用于脑血肿电阻抗断层图像重建

电阻抗断层成像技术用于脑血肿实时监测是该技术应用于临床医学有意义的探索。生物活体组织的生理参数因不同的人、器官、组织和病况，有很大的差异。因此在重建算法中放宽对计算参数初始值的要求对该技术走向临床应用有重要的意义。拟牛顿法作为重建算法尽管有很高的精度，但对计算初始值的要求非常苛刻，数值延拓法可以有效地扩大初始值的收敛区间，放宽重建算法拟牛顿法对初始值的限制。文中介绍了数值延拓法在重建算法中的应用，并用仿真计算说明该方法的有效性。     

用三维各向异性电阻抗成像作人脑活动的研究

为改进电阻抗成像的算法,为人脑活动的研究提供三维各向异性的不侵入检测的软件,研究了用三维各向异性电阻抗成像的算法。算法的特点：一是基于高频下人颅骨的电导纳的虚部增大,使电流易于注入脑内以实现电阻抗成像;二是用三维各向异性有限元法解正问题;三是用广义线性增量函数理论和奇异值分解法解逆问题,算法具有整体灵敏度;四是由于逆问题是一个非线性问题,先给出各元素导纳变化的起始值,解逆问题得出新的导纳增量与起始值比较,由相对误差决定是否迭代,如需迭代,用新的导纳增量直接迭代。按以上算法对一立方体作了计算机模拟,得到很好的结果。被检测的立方体离散化为４５个六面体元素,外层元素３０个模拟颅骨,内部元素１５个模拟人脑。给出７种情况的计算结果,检测了包括深部５个元素在内的１３个元素。其中包括人脑电导率的变化,以及各被检测的元素电导率的变化不同,误差小于５％。各被测元素导纳增量的起始值设为零,所需迭代次数在７～３５之间。     

复杂用电系统内电压控制的Fuzzy思想

复杂用电系统的电压，其变化与许多影响因素有关而难以建立数学模型．传统的控制理论无法解决这类系统电压控制问题．本文提出模糊控制技术应用于上述用电系统，通过实验证明这种方法的有效性．     

基于高场3T磁共振的人体组织电特性成像

结合现代的影像学方法,提出了一种基于磁共振成像的生物组织电特性成像方法.根据磁共振图像扫描信号中包含目标体的电导率和介电常数等信息这一原理,从法拉第定律和安培定律出发,推导出了激励射频磁场与电特性之间的关系.利用基于双角度法的自旋回波扫描序列,对志愿者头部进行了高场3 T下的磁共振成像实验,初步得到了质子密度像、射频场映像以及相应的电特性像.改进的算法中引入梯度项后,图像上不同组织内部的电特性变化更加明显.与传统电阻抗成像以及常规磁共振成像相比,本文的新型磁共振电特性成像兼具高对比度和高分辨率的特点,作为一种功能成像,有望在相关重大疾病的预防和诊断方面发挥作用.      

基于螺旋CT的人体颅脑三维有限元模型构建

阐述了基于螺旋CT图像构建颅脑三雏有限元模型的过程。首先，对人体颅脑进行CT断层扫描，然后采用CT图像三维重建软件和CAD软件构建轮廓线，用有限元软件ANSYS划分网格，构建了颅脑三维有限元模型，并对该模型进行了验证。此模型包括大脑左右半球、小脑、脑干、大脑镰、小脑幕，是完全真实的人体颅脑三维有限元模型。本模型以精确CT数据为依据，为宇航、交通事故、司法鉴定、创伤判断和临床治疗等提供了可用的颅脑有限元模型。