一种无线植入式神经控制信号传输的数据编码方法

文中提出了一种新的数据编码传送方法.在外部模块用脉宽调制的方法将需要传送的数据进行编码,通过BPSK调制和解调方式传送到体内模块后使用时钟检测器、时钟分频器、脉冲宽度计数器以及脉冲逻辑判决器进行解码.这样体内模块和体外模块可以工作在不同时钟,使得电路的设计和验证大为简化.该方法已经成功应用于植入式无线神经信号获取系统的板级电路中,波形测试的结果显示了该方法的可行性.     

植入式硅神经微电极的发展

 神经科学和神经工程研究需要研究大脑神经元的电活动情况，以了解大脑产生、传输和处理信息的机制。植入式神经微电极作为一种传感器件，是时间分辨率最高的神经电活动传感手段之一。介绍了国内外几种主要的植入式硅基神经微电极的结构特点、制备方法和性能特点。分析表明，未来通过不断结构优化和改性修饰，特别是在高通量的神经记录方面，通过与同样基于硅材料的电路的集成，硅神经微电极能够进一步提高生物相容性，解决大规模的电极通道体内外传输与连接问题，实现对神经元的在体大规模长时间记录。     

Microelectronics-embedded channel bridging and signal regeneration of injured spinal cords

Due to the difficulty in spinal cord regeneration with biological methods, the microelectronic neural bridge, a new concept based on microelectronic technology, is presented. The microelectronic system has been realized in the forms of hybrid and integrated circuits. The integrated circuits for neural signal detection, stimulation, and regeneration are realized in a CMOS process. In animal experiments with 100 toads, 48 rats, and 3 rabbits, nerve signals have been successfully detected from spinal cords and sciatic nerves, and functional electrical stimulation has been carried out for spinal cords and sciatic nerves. When the microelectronic system is bridged between the controlling and stimulated nerve, the relevant motion of legs and nerve signal waveforms, which are stimulated by the evoked or spontaneous nerve signal through such a system, have been observed. Therefore, the feasibility of the presented method was demonstrated.     

微型神经信号采集与处理系统

为获得清醒动物行为的神经活动记录,以可编程片上系统（Programmable System on Chip,PSoC）为核心建立了微型、便携式记录系统,并经长期植入的电极与鼠大脑皮层连接。用PSoC芯片CY8C29466实现了信号的放大、滤波、A/D转换和串行通讯等功能,信号处理用LabVIEW虚拟仪器技术完成。研究结果显示该系统可以真实地记录和分析神经元细胞外放电活动,连续记录可以达7天以上。     

图像识别神经网络处理系统

目的　研制用于二值图像实时识别的神经网络处理器; 方法　采用数字电路实现的图像识别神经网络系统有３ 大模块：边缘提取模块以二值图像序列作为输入,用平面建筑物原理和８ 邻域原理提取图像的边缘特征;特征提取模块在边缘特征的基础上提取具有不变性的角特性和组块特征;模式分类模块采用４ 层特征映射神经网络实现图像模式识别; 结果　通过对图像信号发生器送出的二值飞机图像识别说明,训练样本数越多系统识别率越高; 结论　该系统能够快速、正确地实时识别二值图像序列;     

钢包精炼炉的电极系统智能建模及控制

针对钢包精炼炉电极控制系统具有非线性、时变、模型不确定、大滞后、多输入多输出耦合的特点,提出一种基于神经网络实时在线辩识的内模控制方案.控制器采用神经网络解耦,将混沌机制引入到BP算法中,用以加快学习的收敛速度.仿真结果证实了控制策略的有效性.     

Smith-RBF-PID控制算法在工业平缝机脚踏板调速模块中的应用

针对工业缝纫机调速模块的伺服系统普遍存在耦合、大滞后的现象,提出了一种将Smith预估补偿和RBF神经网络算法与PID控制器相结合的Smith-RBF-PID控制算法。该方法利用了Smith预估补偿能克服纯滞后和RBF能处理非线性问题、在线自学习整定PID参数的优点,在调速模块的伺服控制系统中更加有效。     

微变光信号检测前置放大电路设计

针对火灾探测中遇到的微变光信号问题,设计了一个微变信号提取放大电路．根据光信号微弱且变化缓慢的特性,选择PIN光电探测器工作在光伏模式,通过设计合适的电路,使得输出电压信号与入射微变光信号成正比关系,实现了微变光信号的提取与放大．该电路简单易行,并采用完全对称结构,能很好地抑制共模信号,并通过PSPICE软件对该电路参数的选择进行仿真分析．研究表明,该电路能够很好地解决微变光信号处理问题．     

基于HAAR小波和BP神经网络的非线性电路故障诊断

提出了一种基于HAAR小波和BP神经的非线性电路故障诊断方法，该方法采用小波分解作为非线性电路故障信号的预处理器能大大减少神经网络的输入及训练和处理时间.介绍了一种改进的采用动量因子防止局部收敛的BPNN方法后，阐述基于HAAR小波分解提取故障信号中的故障特征的原理.     

基于蓝牙传输的脉搏信号检测系统的设计与实现

设计基于无线蓝牙传输的脉搏信号检测系统,系统包括PVDF脉搏传感器、信号调理电路、数据采集电路、蓝牙无线传输模块和上位机数据接收显示模块.实验结果表明,该系统能够对人体的脉搏信号进行实时采集,将数据通过蓝牙无线发送到由J2ME语言编程的手机中,接收到的脉搏信号可在手机上显示波形,并可进一步对信号进行处理,进而实现远程监护.     

基于多级神经网络的指挥仪电路故障诊断

针对某指挥仪电路故障诊断专家系统的不足之处，用层次结构的多级人工神经网络进行电路的故障诊断，用专家知识对学习样本进行筛选，通过对该电路中差分电路模块的诊断实验表明，可以克服专家系统对某些故障无法诊断的不足，而且还可以实现多故障的诊断。     

混合动力汽车故障数据记录系统设计

以某ISG(integrated starter and generater)型混合动力电动汽车为研究对象,开展混合动力电动汽车故障诊断数据记录系统的研究.通过CAN总线和K线的应用,建立混合动力汽车故障诊断信息数据采集的通讯网络.设计了包括CPU处理模块、通信模块、USB存储模块等故障诊断数据记录系统的硬件结构.针对系统要求和特点,在系统硬件方案设计、软件设计的基础上,对USB在系统中实现数据的海量信息存储应用进行了具体的电路设计和分析.在车辆行驶信息记录实验过程中,该故障信息记录系统运行稳定,数据记录完整、准确,在线显示的参数也能较好地反映车辆行驶状态.     

基于多级观测器的液压伺服系统自适应故障检测与隔离

针对传统的基于固定阈值的故障检测及诊断方法虚警率高,无法有效实现液压伺服系统的故障检测与隔离,提出了一套基于多级观测器的液压伺服系统自适应故障检测与隔离方法。首先,采用第1级RBF网络作为液压伺服系统观测器,通过比较观测器估计输出值与实际系统输出得到残差信号。其次,采用第2级RBF神经网络产生自适应阈值,实现了液压伺服系统自适应故障检测。最后,采用小波包分析提取残差信号特征,利用第3级RBF神经网络实现系统的典型故障隔离。实验结果表明,利用多级观测器模型能够有效实现液压伺服系统的自适应故障检测及隔离。     

数字式微量溶解氧传感器的研究

本文设计了由工作电极、辅助电极和参比电极组成的数字式微量溶解氧传感器及其工作系统的硬件电路,包括极化电压电路、信号采集电路和温度补偿电路。通过在零氧条件下对残余电流的测定及与瑞士Orbisphere公司的两电极型溶解氧检测仪对比检测的结果,表明该传感器达到了μg/L级的测量精度,不确定度仅为±3%。     

BP网络规则PID在电弧炉电极调节系统中的实现

针对电弧炉电极调节系统,建立其数学模型.分析了电弧炉电极调节系统的非线性.在此基础上,针对控制对象的复杂性,将应用最广泛的PID控制器与具有自学习功能的神经网络相结合,提出了基于BP神经网络规则的PID控制算法.BP神经网络规则的PID控制算法改善了传统神经网络学习时间长、收敛速度慢的弱点,解决了传统的PID控制未知复杂系统的不足,Matlab6.5软件仿真结果表明,采用BP神经网络规则的PID控制算法的控制效果还是令人满意的.     

非接触动态心电监测系统研究

针对传统心电监测电极需要与皮肤直接接触易,引起皮肤不适且准备时间长的问题,设计了一种新型非接触动态心电监测系统。该系统基于电容耦合原理,采用三同轴电缆屏蔽驱动与接地屏蔽技术,有效地提高了系统的输入阻抗。建立了电极等效电路模型,分析了噪声的关键影响因素,对电路的结构与参数进行了优化分析。实验结果表明,该系统能够在静止和非剧烈运动两种状态下非接触测量心电波形中QRS波和T波,实现心电信号的非接触有效测量。     

数据挖掘在安钢电极预测建模中的应用

从安钢电极控制的实际应用出发,应用数据挖掘技术建立了电极预测模型并应用于电极控制系统的参数整定.首先介绍了建立电极预测模型的数据挖掘过程;然后在数据挖掘算法中提出了一种新的变结构遗传Elman网络方法,该算法用改进的混合遗传算法对网络结构和权值及自反馈增益同步动态寻优.将基于BP算法的Elman网络和本文提出的变结构遗传Elman网络都应用于安钢交流电弧炉的电极预测模型中进行比较.通过基于安钢现场数据的计算机仿真实验表明:采用变结构遗传Elman网络的数据挖掘算法比BP算法具有更好的动态性能、更快的逼近速度和更高的精度.在此基础上,把建立的模型应用于安钢电极控制系统的参数整定,取得了良好的控制效果.     

基于LabVIEW的抽象化模拟电路实验教学系统

针对模拟电路实验教学系统的应用需求,为使学生更好地掌握模拟电路信号产生与处理方法,通过将具体的电路元件抽象为数学模型,采用LabVIEW 软件开发设计了抽象化的模拟电路信号产生与处理实验教学系统。根据教学实验的内容设计了3 个实验模块,每个模块包含不同的实验项目,涵盖了模拟电路信号产生与处理的基础部分与实际应用等内容。给出了实验模块的设计原则,并依次阐述了模块的实验原理与内容,以具体的实验案例模块为例讲解了模拟锁相放大器的设计与使用方法。该系统既融合了模拟电路信号产生与处理的基本知识,又拓展了锁相放大、仪表放大、线性变换等应用实例。实际应用表明,基于LabVIEW 的模拟电路实验系统满足课程的实验教学要求,取得了较好的教学效果。     

基于混沌脉冲耦合神经网络系统的信号跟踪

根据脉冲耦合神经网络能产生混沌现象,研究了对混沌PCNN系统配置控制序列来达到对参考信号追踪的方法。基于离散线性系统的稳定性理论,根据参考信号情况,配置不同参数,设计不同的控制序列来改变混沌系统,达到信号跟踪的要求。仿真和实验结果证明了该算法的有效性,实现了混沌PCNN系统对参考信号的追踪。     

基于融合技术的道路交通状态判别模型

为了提高道路交通状态判别精度,提出基于浮动车检测与感应线圈融合技术的道路交通状态判别模型。该模型包括3部分:1)浮动车模块:利用安装在出租车上的GPS定位设备得到道路3部分的行程时间;2)感应线圈模块:利用安装在道路上的感应线圈以及交通信号参数得到道路的行程时间;3)数据融合模块。利用神经网络将以上两模块的结果作为输入从而提高道路交通状态判别的精度。该文利用7 000多辆装有GPS模块的出租车、100个安装在广州市主要道路口上的固定检测器以及广州市电子地图,对提出的模型进行了试验,试验结果表明该模型是有效的,50个数据的均方误差为0.1 s。