基于脑电频谱特征的脑疲劳监测分析

提出一种监测脑疲劳程度的客观可行的指标.建立脑疲劳模型,对疲劳前后的脑电信号进行功率谱分析,提取优势频率、重心频率以及各节律的相对功率3种频谱特征参数,研究特征参数与疲劳状态之间的关系,并进行统计分析.结果表明,对比疲劳前,疲劳后的脑电信号能量向低频段迁移,全脑优势频率、重心频率呈降低趋势,θ节律相对功率增加,β节律相对功率降低.因此,脑电信号的频谱特征可以反映脑疲劳的程度,有望成为监测脑疲劳程度的客观指标.     

基于阈值函数的诱发脑电小波特征增强

通过对脑-计算机接口中通信信号进行频谱分析,发现了靶刺激信号与非靶刺激信号的频谱在10Hz以下的低频段有较大的不同,采用Daubechies小波和Mallat算法对脑电信号进行多尺度分解,对高频分解系数简单置零、低频系数引入连续阈值函数进行滤波,使白噪信号在一定程度上得以滤除,靶刺激信号更加突出,提高了后续模式分类的正确率.     

媒体报道下随机SIQS流行病模型的动态行为研究

研究了媒体报道干预策略下的随机SIQS流行病模型.构造合适的Lyapunov函数,使用Itô公式和马尔可夫半群理论,证明了基本再生数R₀^s可用于控制随机流行病模型的动态行为,即如果再生数R₀^s<1,并且在其他条件下,疾病将消亡;如果再生数R₀^s>1,并且在其他条件下,疾病是持久性的.结论表明：大的白噪声可以抑制疾病的爆发,这为制定有用的控制策略来调节疾病的动态行为提供有效帮助.最后通过数值模拟验证了这一结果.     

A320撞击刚性靶体的数值模拟及Riera模型修正系数α的确定

利用通用显式动力学分析程序LS-DYNA模拟了空客A320与刚性靶体的碰撞过程,获得了飞机以不同撞击速度和不同撞击角度撞击的冲击载荷,通过与修正的Riera公式计算的冲击载荷及其冲量对比,确定了不同撞击速度下Riera理论模型修正系数α的取值,研究结果表明：修正系数α不是常数,α与撞击速度的平方V₀²存在线性关系;使用修正的Riera公式计算的冲击载荷曲线与数值模拟得到的冲击载荷曲线吻合较好,进一步验证了修正的Riera理论模型的合理性.     

脑电多极子模型及仿真分析研究

为寻求能更好反映头皮电位分布的等效脑电源模型，建立了脑电（EEG）的电流多极子模型，采用三层介质头球模型分别对单、双电流偶极子源情况进行了计算机仿真分析， 并引入适合度（GOF）、不适度（ND）和比适度（DD）等评价参数.仿真结果表明：与偶极子模型相比，多极子模型能够更好地拟合等效脑电源（尤其是双电流偶极子源）和反映真实头皮电位分布，具有较高的GOF数值.因此建议采用脑电多极子模型用于头皮脑电信息分析.     

模拟微重力大鼠T淋巴细胞发育异常的初步研究

对模拟空间微重力条件下大鼠T细胞发育受阻的神经免疫调节机理进行初步探究.采用流式细胞检测技术测定模拟微重力大鼠胸腺中不同发育阶段T淋巴细胞的数量变化,用ELISA法测定胸腺组织中去甲肾上腺素(NE)和内源性糖皮质激素(GC)的含量.结果表明模拟微重力模型大鼠出现明显胸腺萎缩(p<0.05),CD3⁺CD4⁺CD8^-和CD3⁺CD4^-CD8⁺T细胞数量明显减少(p<0.05);模拟微重力大鼠胸腺中NE和GC含量有升高的趋势.模拟微重力大鼠胸腺中发生了从双阳性T细胞向单阳性T细胞的发育阻滞,这种异常可能与神经内分泌免疫调控相关.     

ANN模型对自热式固定床气化的动态过程预测

在考虑气化炉顶部温度、中部温度、底部温度、空气流速、蒸气流速、反应时间以及生物炭添加量等多参数的情况下,建立自热式固定床气化过程合成气动态神经网络模型,以实现对气化过程中的气体浓度（H₂,CH₄,CO,CO₂)动态过程预测. 采用不同策略实现对网络参数选择与模型结构优化,同时通过嵌入适当数量的随机噪声来避免模型陷入局部最优. 模型对气化过程中H₂浓度变化曲线的预测决定系数（R²）达到0.8646.     

考虑下游平均优化车流量的延迟反馈控制方法

为实现对交通流拥堵的抑制,基于格子流体力学模型引入下游平均优化车流量与当前延迟车流量的差作为反馈控制。首先,通过对控制方程的稳定性分析,利用Hurwitz准则判断特征多项式ds的稳定性,得到控制方程满足交通控制理论定义的第一个条件。再根据传递函数的H_∞范数的条件,得出控制方程的稳定性条件。采用非线性分析的约化摄动方法推导出mKdV方程,得到描述交通拥堵的扭结-反扭结密度波解。结果表明,增加反馈增益λ和反应时间t_d可以提高交通控制系统的稳定性。通过数值模拟,其仿真结果与理论结果吻合较好。基于格子流体力学模型,考虑把下游平均优化车流量与当前延迟车流量之差作为一种延迟反馈控制方案,可以有效抑制交通拥堵,有利于交通系统的稳定。     

利用病例-父母设计的候选疾病易感基因的LOD值排除分析

已有的一种LOD值排除方法，可在随机群体样本中反过来检测引起复杂疾病和数量特征的候选基因的重要性. LOD值排除方法是常规关联分析的有效补充.虽然与传统的关联分析相比，方法更加保守，但是仍然受到群体分层的影响.为了控制群体异质性所带来的混杂影响，文中通过病例父母设计，发展了一种LOD值排除分析方法.这种方法与连锁分析中的排除分析是相似的.观测到的核心家系数据的似然函数可以构建多项分布式： L= （p_ij）n_ij.其中n<>subij是父母配对类型为i而受累子代的基因型为j的家庭个数，p_ij为有一个受累子代的核心家庭中父母配对类型是i而受累子代的基因型为j的核心家庭的条件概率.这个似然值是基因频率和被检测遗传标记的相对风险的函数.在这种方法中，能够分析候选基因的特定遗传效应和遗传模型.如果LOD值≤-2.0，检测位点没有含有比特定位点更大的效应而被排除.我们进行了模拟研究来检测排除分析中遗传效应和遗传模型的功效.模拟表明，这种方法有一定的合理功效来排除一个具很小遗传效应的候选基因.与核心家系中传递不平衡检验（TDT）关联分析相似的是，该排除分析一般不受群体混层的影响.排除分析可以作为排除不含有或者含很小遗传效应的候选基因的TDT分析方法的补充.这种方法已经被用来检测维生素D受体对骨质疏松症的重要性.     

流域分块对汇流参数的影响

选择屯溪、东湾及王快流域为典型流域,挑选合适的目标函数,采用单纯形法率定参数,研究流域分块对新安江模型S_M、C_S、C_I及C_G等参数的影响。结果表明,随着流域分块数增加:降雨资料均化程度减小,S_M呈增大趋势,C_S呈减小趋势,C_I及C_G基本保持不变;洪量、洪峰合格数及确定性系数均呈增大趋势,当子流域面积小于1 000 km²时模拟精度大幅度改善。     

钢轨非接触式无损检测技术数值模拟研究

文中针对现有钢轨检测技术不足的问题,提出了基于空气耦合导波的钢轨非接触式无损检测方法,建立了可模拟空气耦合导波激励与接收全过程的声固耦合仿真模型,并基于声学理论对仿真模型进行了验证。首先,通过该数值模型模拟分析了轨底不同损伤程度对接收导波信号的影响;然后,考虑空气耦合导波受高强度随机白噪声的影响,提出了基于激励信号中心频率小波系数的损伤评估方法。结果表明：根据Snell定律及声学理论,钢轨空气耦合导波检测的最优激励角与接收角为6.6°;钢轨空气耦合接收导波具有波形稳定、能量集中及抗干扰能力强的特点;无论损伤程度大小及所处空间位置如何,接收到声压时域信号波包中心到达时间均基本一致;不同损伤程度对应损伤指数范围有明显差异;基于激励信号中心频率的小波系数法简单可行,准确度高,适用于已知窄带导波信号的损伤信息提取,在接收信号受噪声污染严重的情况下仍能够有效识别出钢轨损伤;基于空气耦合导波进行钢轨损伤识别具有可行性。     

应用多分辨率小波变换提取脑电信号异常节律

脑电信号是非平稳的随机信号，其中包含了大量的生理和疾病信息，对于医生判断脑都是否有器质性的病变具有重要作用。因此对脑电信号的分析和处理一直是人们努力研究的领域。考虑到小波变换良好的时频局部化特性，利用多分辨率小波变换方法来实现脑电信号异常节律的提取，脑电信号经多分辨率小波变换后所得到的各个尺度的信号不仅反映了信号的频率信息，即尺度越大，对应信号的频率越低，同时也反映了信号的时间信息，即反映此时的EEG状态，实验结果表明，选择合适的小波基，可以有效地提取脑电信号中的异常节律。     

基于DHWPT的脑电基本节律特征提取

脑电中不同类型的基本节律在不同生理条件下特征不同,有效提取这些特征对于实现脑电定量分析具有重要作用。简要分析了谐波小波独特的优势,研究了基于离散谐波小波包方法精确提取脑电基本节律的问题,得到了两种反映节律特征的量化参数:单个导联上各节律在某时刻的频带能量比例(FBER-S)和某一导联脑电信号在某一频段内的能量占所有导联在该频段内能量的百分比(FBER-A)。对临床病例数据分析表明,这两种特征参数呈现的特点与确诊病例的病症特点吻合得很好,说明它们能够作为临床诊断和长时程脑电监护的有效辅助诊断依据。     

频域多分辨分析及其对提取脑电特征波的应用

提出一种基于傅里叶变换的频域多分辨分析的新理念,对频域空间进行2进制多分辨分解,并用于分解脑电信号的4种脑波主要分量,以及研究脑电信号各种节律的动态特性.结果表明,该方法物理意义清楚,能获得比小波多分辨分析更多的信息,并能够有效提取脑电不同节律的时频特性,是一种新的描述脑电信号动态时频变化特征的定量定性分析方法.     

基于独立分量分析的心理作业诱发脑电特征增强

作者采用独立分量分析(Independent Component Analysis)方法对心理作业诱发的脑电信号进行了分析.研究表明,ICA能有效地从多路头皮脑电中分离出脑电信号的基本节律成分.通过对脑电独立源谱特征和ICA混合矩阵分析,可得到基本节律成分在头皮电极的能量分布情况,进而揭示心理作业与脑电特征的关系.     

基于共空间模式和K近邻分类器的脑-机接口信号分类方法

脑-机接口是指在人脑和计算机之间建立的直接的交流和控制通道,它以脑电信号的形式反映人的意识,并转换成控制信号.针对两类运动想象脑电信号的分类问题,提出共空间模式和小波包分解相结合的脑电信号特征提取方法.利用不同小波包对训练集的多路脑电信号进行分解,再用共空间模式算法对不同分解层子带的脑电信号进行特征提取,并采用K近邻分类器对提取到的不同特征进行分类,得到最优小波包函数和小波包子带参数.将结果应用于测试集数据的分类.仿真实验结果表明,选择db4小波包函数和4层小波包分解层,对8个特征点进行分类,可以得到高达96%的正确率.     

多种流形覆盖方式耦合的数值流形法及其应用

为了更好地利用数值流形法(NMM)模拟连续和非连续问题,根据NMM数学覆盖选择的灵活性,将有限元网格作为一种数学覆盖方式生成流形覆盖系统以避免细小流形单元的出现,并提出了将单个材料体描述为一个流形单元的独立覆盖方法。运用多种覆盖方式相耦合的方法模拟了混凝土的细观拉压模型,以及一个复杂结构岩质边坡模型,模拟结果较好地再现了相应的力学变形破坏过程。多种覆盖方式的耦合使得构建的NMM模拟模型更加合理;独立覆盖方式的使用降低了构建离散体系NMM模型的复杂程度,并减少了模型中的单元数量以及不连续面上的接触数量,提高了模拟计算效率。     

EEG Signal Denoising and Feature Extraction Using Wavelet Transform in Brain Computer Interface

Electroencephalogram (EEG) signal preprocessing is one of the most important techniques in brain computer interface (BCI). The target is to increase signal-to-noise ratio and make it more favorable for feature extraction and pattern recognition. Wavelet transform is a method of multi-resolution time-frequency analysis, it can decompose the mixed signals which consist of different frequencies into different frequency band. EEG signal is analyzed and denoised using wavelet transform. Moreover, wavelet transform can be used for EEG feature extraction. The energies of specific sub-bands and corresponding decomposition coefficients which have maximal separability according to the Fisher distance criterion are selected as features. The eigenvector for classification is obtained by combining the effective features from different channels. The performance is evaluated by separability and pattern recognition accuracy using the data set of BCI 2003 Competition, the final classification results have proved the effectiveness of this technology for EEG denoising and feature extraction.     

相位差测量系统的硬件电路

为精确测量两个同频率信号的相位差,设计一种基于DSP的相位差测量系统。该系统采用DSP2812作为测量的主控芯片,其内部集成有捕获单元和A/D模块;运用信道交换技术和降频技术,消除通道带来的附加相移,并将高频信号转化为低频信号以便于测量。测试结果表明,两路输入信号相同时,输入信号频率过大或是过小,测量频率和相位的精度均会明显降低,幅值精度变化不大;两路输入信号峰值、频率相同,相位可变时,信号频率增加或信号幅值过小,系统的测量精度均会有所下降。该相位差测量系统能够实现对两路同频信号的幅值、频率和相位差的精确测量,且可以进一步扩展以实现对多路信号相位差的测量。     

汽车发动机舱散热性能实验及数值研究

针对后置式汽车发动机舱过热问题,以某混合动力汽车为研究对象,运用3D/1D数值耦合方法,建立了发动机舱散热系统的耦合计算数值模型.通过耦合数值计算,对不同环境温度和车速条件下的机舱发动机部件表面对流换热系数、机舱空间流量系数进行了研究,总结了对流换热系数、流量系数的一般性规律,并拟合了相应的经验关系式,为发动机冷却系统一维模型以及发动机舱的设计研究提供了参数依据和理论基础.同时通过对机舱热流场分析,发现不同的机舱布置形式下,对流换热系数和机舱流场有明显影响.