人体生物节律报警原理探讨

一、问题的提出 人体生物节律理论作为预防事故发生的一种方法,已被广泛地应用于铁路、公路、航空和一般工业企业,并取得了较明显的效果。 人体生物节律理论指出,所有的人,从他们出生之日起,体力、情绪、智力活动分别以23天、28天和33天为一个循环周期,并以正弦曲线的形态周而复始地循环着、运动着,直到生命终止。 生物节律处于不同时期,人的生理、心理状态也不一样。在节律的正半周(高潮期),体力充沛,精力旺盛,情绪饱满,反应灵敏,工作效率高。在节律的负半周(低潮期),体力衰退,容易疲劳,烦     

人体力学行为的计算机仿真的发展及其展望

人体运动仿真是由生物力学,计算机图形学,机器人学等学科交叉而形成新兴的研究方向,在许多领域都有着重大的理论和实用价值,本文将总结人体运动的建模与仿真方法,提出一种基于力信息传递的建模方法,并进一步讨论了其未来发展的趋势。     

人体目标雷达回波建模

人体行走的微动研究始于90年代末,而后发展迅速,雷达对人体的探测有着其他传感器不具备的优势,现阶段主要集中在对于实测数据的分析上,而缺乏系统的理论和模型分析。首先针对人体目标雷达回波信号的作用机理,对现有的人体运动学模型进行了改进,在人体微运动结构方面主要考虑了人摆腿和摆臂的前后向运动。同时将人体结构简化为简单几何形状的均匀刚体,将人体四肢简化为均匀散射的线模型,在理论上给出了人体目标微运动产生的雷达回波模型,最后进行仿真,证明了本模型的正确性和有效性。     

步态康复机器人动力学李群李代数建模及仿真

结合刚性支撑与柔性驱动设计气压驱动步态康复机器人,为探究机器人和患者构成的人机共融系统动力学特性,基于李群李代数理论建立了不同步态相下人体步行动力学模型、机器人和人机系统动力学模型,对被动、主动助力、主动抗阻3 种不同康复训练模式中的驱动特性和能量特性进行了分析。仿真求解出机器人关节驱动力矩、人体关节主动力矩,验证了李群李代数法建模的正确性及动力学模型的有效性,为驱动控制系统构建及交互控制策略设计提供理论参考依据。     

复杂性科学视角下的中医学研究

从复杂性科学的视角介入中医学研究,是解读中医的一条有效路径。中医学的概念、理论、思维方法、遣方用药、临床实践等在许多方面与复杂性科学不谋而合：人体是一个开放的复杂巨系统,中医的整体现和辨证论治体系就具有复杂性科学中系统论的一般特点。从复杂性科学才能探究出中医的核心价值所在。     

考虑舒适度的人体运动仿真算法

在分析了人体自身的运动反馈控制机理的基础上,引入舒适度作为虚拟人体运动控制的性能指标函数,提出了一种基于舒适度优化的虚拟人体运动控制算法,该算法综合考虑了反向运动学、反向动力学以及人体工效学等因素,避免了单纯从动力学方面求解所带来的虚拟人体动画所隐含的力量冲突,提高了仿真结果的真实性和合理性。利用该算法对人体上肢的运动进行了研究,计算结果和实验结果吻合良好。     

医学科学和系统复杂性研究

介绍了人体、特别是人类的疾病和健康过程符合开放的复杂系统的基本特征，包括自组织性和自适应性，多层次多形态的网络结构导致的非线性动力学特征和混沌状态，本文还简要讨论了人体生命活动复杂性的信息学基础，提出生命信息的重要作用及构成人体复杂性基础的观点。本文指出了医学科学工作者学习系统科学和系统复杂性理论的重要意义，以及中西医结合在系统复杂性研究工作中的潜在作用。     

序言

正系统科学由于关注对于复杂系统和复杂性的研究,已经成为国际上科学研究的前沿和热点。人体是一个复杂巨系统,系统科学的理论与方法有助于机体复杂性的研究和阐述。中医药学从天地人三者之间的关系出发,注重天人合一的整体观,强调人体自身的恒动观,既是自然界的组成部分,也是社会大系统的有机组成部分。系统科学论和中医整体观有一种天然的契合,从本质上来说,中医药学的研究就是一门复杂性科学。辨证论治是中医理论的核心,"方证相关"是中医辨证     

基于双Kinect传感器的三维人体姿态跟踪方法

三维人体姿态估计与跟踪是机器视觉中的热点问题。为了提高人体姿态跟踪的稳定性,以人体关节点自由度向量的方法表示人体运动姿态,使用无迹卡尔曼滤波方法对人体姿态进行跟踪,并搭建了一套基于双Kinect传感器的人体姿态跟踪系统。对比于传统的人体运动捕捉系统,该系统可实现在简单动作下准确稳定的三维人体姿态跟踪,在复杂动作下反映运动过程的特殊性质,并用于运动生物力学的性能评估。     

主动毫米波图像的人体携带危险物检测研究

近距离主动毫米波人体成像是检测藏匿在人体衣物下危险品的一种有效手段。针对主动毫米波图像分辨率高,人体不同部位呈现不同特性,以及人体、其他携带物和危险物特性相互影响和干扰、危险物检测困难的特点,提出了一种主动毫米波图像多危险物检测方法;通过基于人体特征的区域划分,采用图像区域化的自适应阈值图像分割、结合数学形态学的二次提取方法,实现了主动毫米波图像人体携带多危险物的检测和提取。对实际获取的图像进行了多危险物检测实验,检测率为84.13%,虚警率为6.61%。仿真实验结果表明了所提方法的有效性和实用性。     

从系统思想到系统实践的创新——钱学森系统研究的成就和贡献

本文介绍了钱学森从系统思想到系统实践创新过程所取得的成就和贡献,包括建立系统科学体系与系统认识论、系统综合集成方法体系与系统方法论以及系统工程与系统实践论.它们分别反映了钱学森系统科学思想、系统综合集成思想和系统实践思想也就是系统工程思想.这些成就具有重要的科学价值和实践意义以及现实意义.     

基于反步法的异结构混沌系统Q-S同步

基于反步法,提出了扩展Liu混沌系统和Genesio混沌系统的Q-S同步方法.反步法降低了控制器的设计难度,易于求取误差系统的Lyapunov函数.设计了单驱动器和多驱动器两种控制器结构,同步控制器结构均比以往的异结构同步控制器有所简化.仿真结果验证了两种控制器均能实现扩展Liu混沌系统和Genesio系统的Q-S同步,并且多驱动器结构更简单,同步速度快,动态过程误差小.基于反步法的Q-S同步方法可以推广到其他的异结构混沌系统同步控制中.     

数组微分方程组广义同步系统理论研究

实现数组微分动力系统广义同步是进行图像保密通信的前提。在引入映射在矩阵域中下降这一新定义的基础上,提出了一个实现数组微分动力系统广义同步的新定理,给出了广义系统初始条件选取的方法,据此可构造通过线性变换达到广义同步的数组微分动力系统,即理论上可以构造出图像保密通信的发射系统和接收系统。通过引入实例,说明该定理构造一个广义同步的数组微分动力系统。数值模拟结果结果表明,运用定理构造成的数组广义同步系统实现了混沌广义同步。     

ON COMPLEX DYNAMIC CONTROL SYSTEMS

This paper presents some recent works on the control of dynamic systems,which have certain complex properties caused by singularity of the nonlinear structures,structure~varyings, or evolution process etc. First, we consider the structure singularity of nonlinear control systems. It was revealed that the focus of researches on nonlinear control theory is shifting from regular systems to singular systems. The singularity of nonlinear systems causes certain complexity. Secondly, the switched systems are considered. For such systems the complexity is caused by the structure varying. We show that the switched systems have significant characteristics of complex systems. Finally, we investigate the evolution systems. The evolution structure makes complexity, and itself is a proper model for complex systems.     

水资源系统工程的理论框架探讨

作为一门新兴交叉综合性工程技术学科,水资源系统工程在人口、资源、环境、经济与社会区域可持续发展战略研究中具有重要意义.根据水资源系统工程的基本概念,指出水资源系统工程的实质就是处理各种水资源系统问题的方法论,据此提出了水资源系统工程新的理论框架,它由水资源系统优化方法、建模方法、预测方法、模拟方法、评价方法和决策分析方法组成.该理论框架在各种应用系统工程研究中具有参考应用价值.     

不完备信息系统中基于相似度的变精度粗糙集模型

提出了一种基于相似度的变精度粗糙集模型,该模型是变精度粗糙集模型在不完备信息系统中的拓展.定义了这种模型上的知识约简,并给出了求约简的两种一般算法.最后通过实例分析说明了算法的有效性.     

用层次颜色Petri网模拟主体行为

智能主体动态动作的形式化描述是开发应用多主体系统的的形式化描述多是基于逻辑学的描述,不易直接应用到系统开发中.该文通过利用层次颜色Petri网对市场多主体系统的模拟,提出并讨论了利用层次颜色Petri网为多主体系统建模、模拟主体行为的方法,该方法对多主体系统中主体间的各种动态关系有较好的刻画,并且通过层次化的方法减少了利用一般Petri网系统(如P/T系统)模拟复杂系统时所遇到的难度.     

基于IDEF9000的企业物流管理系统建模方法

综合ISO9000族标准、ARIS、IEM和IDEF0建模方法学的基础上，提出了两种关注过程质量的基于IDEF9000的企业物流管理系统建模方法，基于视图的建模方法和基于管理过程的建模方法，并结合建模实例对两种建模方法作了比较分析，以验证该方法的可行性。该方法不仅有利于各企业物流管理系统的建立，以及建模活动之间的协调，而且也有助于计算机软件系统的集成。特别对以合作和协调为基本前提的复杂物流系统的构筑具有较好的指导作用。     

马尔可夫链在可靠性计算中的一些新应用

最近马尔可夫链在可靠性计算中被广泛地应用于串联系统、冗余系统、n中取 k系统、n中连续取 k系统、退化和可修系统。此方法通过使用一个有限状态马尔可夫链统一了可靠度公式。对此方法做了一个总结     

混杂系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法

混杂系统同时包含连续动态特性和离散动态特性,并且两种动态相互作用,使其故障诊断变得更加困难。针对此问题,提出了一种混合系统粒子滤波混合状态估计及故障诊断算法,提高了现有方法的适用范围和诊断效率。针对混杂系统受控迁移、自治迁移和随机迁移等特点,首先利用随机混杂自动机对系统离散状态(包括故障)和连续状态进行统一建模,重点对现有基于扩展卡尔曼粒子滤波的连续估计算法进行改进,支持利用在线监测数据来估计混杂系统各类迁移产生的各种离散和连续状态,最后根据离散状态估计结果快速实现故障诊断。通过对典型非线性混杂系统的故障诊断,证明了该方法的有效性。