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基于规划路径约束的地形辅助导航算法

中国惯性技术学报 2012年第2期20卷 196-199页

作者：李世丹王德生清华大学电子工程系北京100084

为了提高地形辅助导航算法的精度,充分利用航行器任务规划中的先验信息,提出了基于规划路径约束的地形辅助导航算法。首先针对航行任务中的规划路径提出了"概率隧道"约束模型,将物体运动不确定性与确定性规划路径有机结合。在此基础上,... 详细信息

为了提高地形辅助导航算法的精度,充分利用航行器任务规划中的先验信息,提出了基于规划路径约束的地形辅助导航算法。首先针对航行任务中的规划路径提出了"概率隧道"约束模型,将物体运动不确定性与确定性规划路径有机结合。在此基础上,提出了基于概率隧道约束的粒子滤波算法。该算法较之传统的带有等式、不等式约束的滤波器,具有更好的模型适配性,而且计算量上与普通不带约束的粒子滤波器相当。实验表明,该算法有效地利用了先验路径信息,比非约束算法有15 m左右的精度提升。

关键词：地形辅助导航状态约束粒子滤波概率隧道约束

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递归定量分析在视听脑电信号中的应用研究

递归定量分析在视听脑电信号中的应用研究

作者：李世丹太原理工大学

学位级别：硕士

大脑作为人体最复杂的器官,具有强大的功能。通过脑科学的研究可以认识大脑,揭秘脑功能的本质并对相关脑疾病进行诊断、治疗及预防;同时可以通过人工智能创造大脑从而激发大脑的潜在功能。在人类通过多感官通道的信息整合认识世界的过程... 详细信息

大脑作为人体最复杂的器官,具有强大的功能。通过脑科学的研究可以认识大脑,揭秘脑功能的本质并对相关脑疾病进行诊断、治疗及预防;同时可以通过人工智能创造大脑从而激发大脑的潜在功能。在人类通过多感官通道的信息整合认识世界的过程中,视觉与听觉作为最重要的两个感官通道,其整合效应的研究对人类了解自身、诊断及修复功能障碍有着重要的意义。同时,多感官的整合为人工智能的进一步发展提供可能。为此,本文采用基于排序递归图的递归定量分析对视听脑电信号进行了特征提取并分析了两者的整合效应。主要工作研究如下:首先,针对研究的课题,综合概述了国内外的相关研究,分析了脑电信号的产生,特点及分类,并详细介绍了脑电信号预处理的几种常用方法及脑电信号分析几大类方法。其次,详细介绍时频分析中经典的小波变换方法及非线性分析中排序递归图的递归定量分析方法。对排序递归图中符号化的各空间状态存储做出理论性变更,节省了数据处理的时间及存储空间。为进一步分析两种方法,分别采用这两种方法对正常与酗酒两组被试脑电数据特征提取,通过SVM对两组被试特征采用留一交叉验证法进行分类,根据灵敏度、特异性、正确率综合比较两种方法在特征分类中的优劣,验证了非线性分析方法中排序递归图的RQA对脑电信号的特征提取具有可行性及有效性。最后,通过设计实验、脑电数据采集、脑电信号预处理,对视听任务刺激范式下的脑电信号采用排序递归图的方式显示其相空间,并通过量化参数对其变化定量分析。结果表明,视听感官通道在信息整合的过程中有增强与阻碍的作用,不同的外界刺激带来不一样的整合效果。

关键词：脑电信号小波变换排序递归图递归定量分析多感官整合

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广义声子晶体球壳的振动与声学特性研究

广义声子晶体球壳的振动与声学特性研究

作者：李世丹哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

声子晶体是一种弹性常数及密度周期分布的新型复合材料或结构,以其独特的弹性波禁带、缺陷态、负折射与声聚焦等特性引起了研究学者的广泛关注。声子晶体的这些特性使其在振动噪声隔离领域、声功能器件等方面展现出广阔的应用前景。现... 详细信息

声子晶体是一种弹性常数及密度周期分布的新型复合材料或结构,以其独特的弹性波禁带、缺陷态、负折射与声聚焦等特性引起了研究学者的广泛关注。声子晶体的这些特性使其在振动噪声隔离领域、声功能器件等方面展现出广阔的应用前景。现有声子晶体的平移周期性大多借鉴和模仿了自然晶格,这类特定形式的周期性在很大程度上限制了声子晶体的空间构型,进而阻碍了声子晶体理论和应用的进一步发展。为此,本文将现有声子晶体的平移周期性进行了拓展,提出并定义了广义声子晶体这一概念。结合球坐标系,构造了一种具有径向平移周期性的一维广义声子晶体球壳(GPC球壳),针对其径向振动特性、隔声特性和声散射特性进行了深入研究。主要内容包括:首先,对GPC球壳的径向振动特性进行了研究。基于固体中的弹性波动理论,采用传递矩阵法结合局部化因子,对球面纵波带隙进行了理论分析和数值探讨,并通过有限元方法对有限结构进行了仿真验证,在此基础上,进一步分析了材料参数和结构参数对振动带隙的影响规律。此外,还侧重考察了纵波带隙内该GPC球壳结构的应力分布问题,揭示了应力集中现象及其发生机理。其次,对GPC球壳的隔声特性进行了研究。在建立中心点声源激励下的声辐射模型基础上,借助球壳动力学理论和流体动力学理论分析方法,通过引入壳体表面边界条件,对声波的透射系数、反射系数以及隔声量进行了理论分析和数值研究,并采用有限元法对计算结果进行仿真验证。此外,还探讨了球壳内外流体介质特性对透射系数的影响。进一步,本文考察了任意点声源激励情况。建立了GPC球壳在任意点声源激励下的声辐射模型,研究了该GPC球壳对任意点声源的隔声特性。借助傅里叶变换技术,将辐射声场表示为无穷项子模式声波的叠加形式,采用状态向量传递矩阵法并引入边界协调条件,对不同子模式声波分量的反射/透射系数进行了理论分析和数值研究。此外,还引入了插入损失法,对GPC球壳与均质球壳的总体隔声量进行了数值计算和对比,并进行了仿真验证。最后,对平面声波入射情况进行了研究。针对平面声波入射到内外均充满流体的GPC球壳这一情况进行了理论分析,对无限远处的形态函数进行了数值计算,并讨论了各主要参数对形态函数的影响规律。研究表明,GPC球壳存在显著的径向振动带隙,该带隙能够有效地抑制中心点声源的辐射声波,结构和材料参数对该声波带隙具有重要影响;构成GPC球壳的材料排列顺序对球壳内的应力、隔声量大小都会产生不可忽视的影响;在非中心点声源激励下,相比均质球壳,GPC球壳依然具有显著的隔声优势;在平面入射声波场激励下,该GPC球壳的周期性会对背向散射谱带来一定影响。

关键词：广义声子晶体球壳径向振动隔声声散射

IL-8和IL-10在卵巢癌中的表达及临床意义

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IL-8和IL-10在卵巢癌中的表达及临床意义

作者：李世丹青岛大学

学位级别：硕士

目的1.探讨卵巢癌组织中IL-8基因的表达及其与卵巢癌临床病理特征之间的关系。2.探讨卵巢癌组织中IL-10基因的表达及其与卵巢癌临床病理特征之间的关系。3.分析卵巢癌中IL-8和IL-10基因表达的相关性以及临床意义。方法1.分别选用免疫组... 详细信息

目的1.探讨卵巢癌组织中IL-8基因的表达及其与卵巢癌临床病理特征之间的关系。2.探讨卵巢癌组织中IL-10基因的表达及其与卵巢癌临床病理特征之间的关系。3.分析卵巢癌中IL-8和IL-10基因表达的相关性以及临床意义。方法1.分别选用免疫组织化学染色的方式从蛋白水平及逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)的方式从m RNA水平测验了实验组(60例卵巢癌组织)和对照组(30例良性卵巢肿瘤组织、8例正常卵巢组织)内IL-8与IL-10表达的不同。2.使用SPSS17.0软件对实验进行统计分析。-x±s被用来表示计量资料,t检验被用来对两组进行比较,Spearman相关系数被用来对相关性进行分析。Kaplan-Meier法被用来绘制生存曲线,Log-rank检验被用来比较生存率,多因素Cox比例风险回归模型被用来分析独立危险因素,P0.05);IL-8阴性组(2.86年)生存时间明显长于阳性组(2.24年)(P0.05);IL-10阴性组(3.14年)生存时间明显长于阳性组(2.33年)(P<0.01)。3.卵巢癌组织中IL-8和IL-10的表达具有正相关性(r=0.461,P<0.05)。结论IL-8与IL-10在卵巢癌组织内基因表达率高,与卵巢癌临床病理特征有一定相关性,两者之间统计学分析呈正相关。其可能作为卵巢癌的分子生物学标志,成为卵巢癌治疗的新靶点。

关键词：白介素8 白介素10 卵巢癌临床意义

用于生物材料的铁基块体非晶态合金的制备及其性能研究

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用于生物材料的铁基块体非晶态合金的制备及其性能研究

作者：李世丹新疆大学

学位级别：硕士

Fe基块体非晶态合金(金属玻璃)作为一种潜在的生物医用材料,除具有高强度、高硬度和良好的耐腐蚀性能外,与Ti基、Zr基、Mg基和Ca基相比,还具有原料成本低的特点。本论文尝试发展新的应用于生物材料的Fe基块体非晶态合金,主要工作包括以... 详细信息

Fe基块体非晶态合金(金属玻璃)作为一种潜在的生物医用材料,除具有高强度、高硬度和良好的耐腐蚀性能外,与Ti基、Zr基、Mg基和Ca基相比,还具有原料成本低的特点。本论文尝试发展新的应用于生物材料的Fe基块体非晶态合金,主要工作包括以下两部分。第一部分:结合Fluxing提纯技术和J-Quenching技术,成功制备了临界尺寸达6 mm的Fe80-x-yCrxMoyP13C7(x=10,y=10 at.%;x=20,y=5 at.%;x=20,y=10 at.%)块体非晶态合金。测试在Hank’s溶液(PH=7.4)中和人工唾液(PH=6.3)中的抗腐蚀性(测试在37?C恒温水浴槽中进行),并对极化后的离子浓度释放情况以及在小鼠胚胎成纤维细胞(NIH3T3)中的生物相容性进行了测试和研究。结果表明:制备的Fe基块体非晶态合金的抗腐蚀性能明显优于医用不锈钢(316L SS),与商业医用Ti合金Ti6Al4V(TC4)的抗腐蚀性能相近;制备的Fe基块体非晶态合金和TC4的离子释放量明显底于316L SS;制备的Fe基块体非晶态合金比TC4和316L SS有更好的生物相容性;在制备的Fe基块体非晶态合金中,Fe55Cr20Mo5P13C7体现了最优异的性能。第二部分:为了进一步提高作为生物材料的性能,以第一部分工作中发展的Fe55Cr20Mo5P13C7(标记为Co0)块体非晶态合金为基础,用Co元素来部分替换其中的Fe元素,由此制备出Fe45Co10Cr20Mo5P13C7(标记为Co10)和Fe35Co20Cr20Mo5P13C7(标记为Co20)块体非晶态合金。对获得的Co0、Co10和Co20块体非晶态合金进行与第一部分工作相同的性能测试和分析,从而了解Co替换Fe对样品作为生物材料性能的影响。结果表明:在Hank’s溶液中的抗腐蚀性能从强到弱的顺序依次为是Co0、Co20和Co10,在人工唾液中的抗腐蚀性能从强到弱的顺序依次为是Co20、Co0和Co10。同时,结果也表明Co元素的添加对块体非晶态合金的抗腐蚀性影响并不明显。生物相容性从好到差的顺序依次为Co0、Co10和Co20。这表明随着Co元素含量的增大,生物相容性变差,这可能归因于,与Fe相比,Co元素有较大的毒性。

关键词： Fe基块体非晶态合金抗腐蚀性生物材料离子浓度释放生物相容性

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基于多重分形的地形辅助导航路径规划算法

清华大学学报（自然科学版） 2011年第1期51卷 111-114,121页

作者：孙立国李世丹王德生赵晓林李欣清华大学电子工程系北京100084

地形导航是一种利用航行器下方地形信息获取航行器位置的导航技术。为了得到较高的定位精度并使飞行长度尽可能短,需要预先规划飞行路径。该文将地形数字高程图(digital elevation model,DEM)看作二维灰度图像,引入在图像处理中得到广... 详细信息

地形导航是一种利用航行器下方地形信息获取航行器位置的导航技术。为了得到较高的定位精度并使飞行长度尽可能短,需要预先规划飞行路径。该文将地形数字高程图(digital elevation model,DEM)看作二维灰度图像,引入在图像处理中得到广泛应用的多重分形理论,将利用小波变换求得的奇异指数作为地形提供定位精度能力的一种度量。选择合适的阈值划分得到定位优区,利用A*算法寻找最短路径,此路径即是规划路径。选用粒子滤波作为导航算法,沿规划路径和其他路径进行多次飞行仿真,结果显示规划路径的定位精度和稳定度都比较高,而且路径长度短,有较强的实用性。

关键词：图像处理多重分形小波变换奇异指数 A*算法粒子滤波

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布拉格型声子晶体弦的横向振动带隙研究

人工晶体学报 2013年第9期42卷 1918-1923页

作者：舒海生董立强李世丹刘伟林航哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

从弦的波动方程出发,采用传递矩阵法,分析了无限周期的布拉格型声子晶体弦的横向振动能带结构。研究表明布拉格型声子晶体弦具有横向振动带隙,弦内拉力对带隙特性有显著影响,可以方便地用于带隙调节。利用有限元软件和Matlab软件对有限... 详细信息

从弦的波动方程出发,采用传递矩阵法,分析了无限周期的布拉格型声子晶体弦的横向振动能带结构。研究表明布拉格型声子晶体弦具有横向振动带隙,弦内拉力对带隙特性有显著影响,可以方便地用于带隙调节。利用有限元软件和Matlab软件对有限周期的布拉格型声子晶体弦的横向振动传输特性分别进行了仿真和数值计算,结果表明带隙范围内表现出明显的振动衰减,不同拉力条件下的带隙变化也很好地验证了理论分析结果。

关键词：声子晶体弦传递矩阵法能带结构带隙

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基于奇异指数的地磁辅助导航路径规划算法

哈尔滨工程大学学报 2011年第4期32卷 509-512页

作者：李欣王德生孙立国李世丹清华大学电子工程系北京100084

针对地磁场测量信息观测性较差的现状,为了获得较高的辅助导航定位精度和良好的滤波性能,进行了地磁辅助导航路径规划研究.以反映地磁场变化幅度的奇异指数做为地磁场信息量的度量,以点迹总信息量及信息量递增性构建辅助导航路径性能指... 详细信息

针对地磁场测量信息观测性较差的现状,为了获得较高的辅助导航定位精度和良好的滤波性能,进行了地磁辅助导航路径规划研究.以反映地磁场变化幅度的奇异指数做为地磁场信息量的度量,以点迹总信息量及信息量递增性构建辅助导航路径性能指标.采用粒子滤波算法,对不同路径进行了辅助导航性能仿真对比.仿真结果表明,该算法规划的辅助导航路径比其他路径具有更好的导航定位精度和滤波性能.

关键词：地磁导航路径规划多重分形小波变换奇异指数

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一类声子晶体角梁的振动带隙研究

振动与冲击 2013年第16期32卷 205-214页

作者：舒海生高恩武张法李世丹董立强哈尔滨工程大学机电工程学院702所哈尔滨150001

针对声子晶体直梁的低维窄带减振特性的不足,提出了一类声子晶体角梁。采用传递矩阵法对角梁进行了理论分析和数值求解,并进行有限元仿真验证。分析结果表明:声子晶体角梁能够通过纵向振动和弯曲振动的转化使得组成梁的两种带隙同时得... 详细信息

针对声子晶体直梁的低维窄带减振特性的不足,提出了一类声子晶体角梁。采用传递矩阵法对角梁进行了理论分析和数值求解,并进行有限元仿真验证。分析结果表明:声子晶体角梁能够通过纵向振动和弯曲振动的转化使得组成梁的两种带隙同时得以发挥减振作用,从而有效地实现了宽频多维减振;声子晶体角梁的构造角度对其减振性能有明显的影响,90°角梁减振能力明显优于45°和135°情况;当加载角由0°向90°变化时,角梁内的振动由纵向振动为主逐渐过渡到弯曲振动占主导地位,弯曲带隙内的衰减也随之更加显著,反之亦然;扭簧能够加强角梁的"弹簧-振子"效应,不仅可以增加总振动带隙的宽度和衰减量,而且提高了低频区减振能力。

关键词：声子晶体角梁扭簧多维减振宽频