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基于状态观测器的网络控制系统的自愈控制

机械工程学报 2023年第18期59卷 95-110页

作者：王忻尹逊和梁华清陈丽红北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学威海校区实验中心威海264400 中国机械工程学会北京100048

提出基于状态观测器的自愈控制方法。为了对网络控制系统中发生的执行器故障/传感器故障进行检测和诊断,改进基于状态观测器的故障诊断方法,该方法利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式法获得观测增益矩阵和故障估计增益参数;同时,... 详细信息

提出基于状态观测器的自愈控制方法。为了对网络控制系统中发生的执行器故障/传感器故障进行检测和诊断,改进基于状态观测器的故障诊断方法,该方法利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式法获得观测增益矩阵和故障估计增益参数;同时,为了改善执行器故障估计过程中的延时的问题,设计执行器故障估计辅助信号。其次,为了提高故障检测的实时性,改进故障检测策略;通过对执行器故障估计和传感器故障估计的试验数据的分析,设计最优故障定位方法,解决对网络控制系统中的故障进行快速定位的问题。再次,为了降低故障对网络控制系统性能的影响,设计故障诊断与基于控制律重构相结合的自愈控制方法。最后,在搭建的网络控制系统中对提出的自愈控制方法进行仿真验证。

关键词：自愈控制网络控制系统执行器故障传感器故障故障诊断

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基于椭圆概率集的随机系统预测控制器设计

基于椭圆概率集的随机系统预测控制器设计

作者：梁华清河北科技大学

学位级别：硕士

模型预测控制(MPC)是一类利用模型预测被控对象未来行为的计算机优化算法,在复杂工业过程控制优化方面有着广泛应用。随机系统是一类不确定系统,也可称为概率系统,其不确定性满足特定的统计概率。随机系统模型可以描述许多领域的动态系... 详细信息

模型预测控制(MPC)是一类利用模型预测被控对象未来行为的计算机优化算法,在复杂工业过程控制优化方面有着广泛应用。随机系统是一类不确定系统,也可称为概率系统,其不确定性满足特定的统计概率。随机系统模型可以描述许多领域的动态系统,如随机网络控制系统、导航系统和股票的随机波动因素。随机系统的预测控制方法研究越来越受到关注,因此研究随机系统的预测控制有较好的理论价值和实践意义。本文针对带不确定性的随机系统,在基于椭圆概率集的基础上,研究了基于状态反馈的预测控制问题。本文研究的主要内容如下:1)针对具有Markov跳变特点的一类离散时间随机系统,考虑了系统输入具有多个不同概率软约束的预测控制问题。基于多层概率集思想,求解无穷时域的优化问题,得到了每个采样周期内状态反馈控制器存在的充分条件和显示表达式,给出了该类系统在线预测控制算法,使系统状态在多步反馈律的控制下,以不同的概率进入椭圆不变集,保证了系统的稳定性且使要求的性能指标上界最小。2)针对具有凸多面体不确定性的离散时间随机系统,在有限时间范围内,通过引入自由变量,利用增广自治预测模型,基于多层概率集求解优化问题,得到了每个采样周期内状态反馈控制器存在的充分条件,给出了该类系统在线鲁棒预测控制算法,使系统状态以不同的概率进入椭圆不变集,从而使被控系统渐近稳定且满足要求的性能指标。3)针对状态不完全可测的一类离散时间随机系统,离线求解得到状态估计器,应用基于状态估计的方法,将状态估计误差约束在指定的椭圆集内,同时将系统的状态约束在一个椭圆不变集内,在线求解无穷时域的优化问题,得到每个采样周期内基于状态估计的反馈控制器存在的充分条件及预测控制算法,使系统状态以不同的概率进入椭圆不变集,使得被控系统渐近稳定且满足指定的性能指标。

关键词：模型预测控制随机系统椭圆概率集概率约束状态反馈

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二维心室肌中动作电位传导的数值模拟

二维心室肌中动作电位传导的数值模拟

作者：梁华清湘潭大学

学位级别：硕士

对微分方程的差分求解，高智在上世纪九十年代提出数值摄动思想和摄动有限差分(PFD)方法。摄动有限差分(PFD)方法在微分方程的差分近似中，离散微商项的同时，也离散非微商项(对流系数和源项)，把非微商项摄动展开成网格步长△x的幂级... 详细信息

对微分方程的差分求解，高智在上世纪九十年代提出数值摄动思想和摄动有限差分(PFD)方法。摄动有限差分(PFD)方法在微分方程的差分近似中，离散微商项的同时，也离散非微商项(对流系数和源项)，把非微商项摄动展开成网格步长△x的幂级数，并通过提高差分格式相应修正微分方程误差阶的方法求出摄动幂级数系数，从而获得高精度差分格式。他与增加基点数目的方法和引入高阶导数的紧致方法不同，是微分方程差分近似高精度化的一种新方法。本文中，我们利用摄动有限差分方法和算子分裂思想去模拟二维心室肌中动作电位的传导模型，该模型由一个描述细胞离子通道的常微分方程组和一个反应扩散方程组成。同时，我们也利用紧交替方向差分方法对该模型进行模拟，比较得出的结果，得到一些结论。目前研究表明，空间上用摄动有限差分格式离散(时间上用Euler离散)得出结果的和空间上中心差分离散(时间四阶Runge-Kutta离散)得到的结果比较，可以得到近似的精度，而且前者所用的时间是后者的四分之本文分为七个部分。我们在第二章中首先介绍电生理方面的基础知识及心脏电生理研究进展。第三章对所模拟的二维心室肌中动作电位传导模型做了介绍。在第四章中我们提出摄动有限差分(PFD)方法，针对模型的具体方程推导出摄动有限差分格式，并做数值稳定性分析。第五章我们介绍紧交替方向差分方法，推导对应这一模型的紧交替方向差分格式，并做格式数值稳定性分析。第六章我们给出数值实验的结果。文章最后一部分我们对本文进行总结并对将来的工作提出展望。

关键词：摄动有限差分反应扩散方程算子分裂修正微分方程动作电位传导模型紧交替方向差分

鲜花源肠球菌耐药情况调查及optrA基因分子传播特征

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鲜花源肠球菌耐药情况调查及optrA基因分子传播特征

作者：梁华清华南农业大学

学位级别：硕士

近年来,细菌耐药性问题已成为全球关注的公共卫生安全问题。鲜花与人类生活密切相关,然而,目前关于鲜花源细菌耐药情况的调查十分缺乏,鲜花是否会成为临床重要耐药菌/耐药基因的媒介仍不清楚。因此,本次实验以鲜花为研究对象,采集鲜花... 详细信息

近年来,细菌耐药性问题已成为全球关注的公共卫生安全问题。鲜花与人类生活密切相关,然而,目前关于鲜花源细菌耐药情况的调查十分缺乏,鲜花是否会成为临床重要耐药菌/耐药基因的媒介仍不清楚。因此,本次实验以鲜花为研究对象,采集鲜花种植基地、花卉市场、医院附近的花店中鲜花样品,调查不同采样点鲜花源肠球菌的耐药情况,并进一步探究鲜花源肠球菌中质粒介导的利奈唑胺耐药基因optr A的流行特征与分子传播机制,以期为评估鲜花是否会成为携带重要耐药菌/耐药基因的潜在危险因子提供基础数据,也为控制耐药性传播提供新思路。本研究采集三个不同采样点鲜花样品共974份,分离肠球菌223株,分离率为22.9%,共分离到5种不同菌种的肠球菌,其中,粪肠球菌分离率最高(56.1%,125/223),其次是屎肠球菌(23.8%,53/223)和蒙氏肠球菌(17.9%,40/223)。肠球菌在种植基地分离率最高(35.9%),花卉市场次之(21.9%),医院附近花店最低(4.2%),但是不同菌种的肠球菌在不同采样点中分离率基本无差异。采用琼脂稀释法对223株肠球菌进行药物敏感性试验。结果显示,肠球菌对克林霉素、环丙沙星及杆菌肽等多种受试抗菌药物耐药率达将近50%或以上,对氟苯尼考及利福平耐药率相对较低,分别为14.7%和25.6%,对利奈唑胺耐药水平最低,为4.3%(n=9)。分析不同采样点来源的肠球菌耐药情况,发现除四环素和阿奇霉素外,整体上呈现花店来源菌株的耐药率最高、种植基地次之、花卉市场最低的趋势。分析不同菌种的肠球菌耐药情况,发现粪肠球菌和屎肠球菌对除氟苯尼考外的其它抗菌药物的耐药率均高于其它菌种肠球菌包括蒙氏肠球菌。采用PCR方法检测223株肠球菌中常见耐药基因,发现erm(B),tet(L),tet(M)的检出率较高,均达到45.0%以上,其次是bcr B(29.2%)和erm(A)(18.4%),接着是optr A,fex A和aph(3")-IIIa检出率均接近14.0%(n=31),其它耐药基因均低于11.0%,未检测到cfr,cfr B,cfr C及poxt A等重要耐药基因。各类耐药基因在不同采样点之间检出率整体呈现基本相同的流行趋势,即花店样品中检出率最高,种植基地次之,而花卉市场样品检出率最低。此外,发现erm(B),bcr B,氨基糖苷类以及四环素类耐药基因的检出率在粪肠球菌和屎肠球菌中均高于其它菌种肠球菌(包括蒙氏肠球菌),然而,optr A、fex A以及erm(A),检出率则相反,在其它菌种肠球菌中较高。31株optr A阳性肠球菌,仅有9株对利奈唑胺耐药,但均呈现为多重耐药表型,且携带多个耐药基因,其中最常见的耐药基因组合为erm(B)-erm(A)-fex A-tet(L)-tet(M)-aph(3")IIIa-ant(6’)-Ia-bcr B(n=9)和erm(B)-fex A-tet(L)-tet(M)-aph(3")IIIa-ant(6’)-Ia-bcr B(n=8),此外,还发现多个耐药基因包括fex A、erm(B)、erm(A)及bcr B等在optr A阳性菌株中携带率明显高于optr A阴性菌株。进一步对阳性菌中optr A基因突变位点进行检测,共发现四种突变类型,其中菌株中optr A基因发生RDK突变多表现对利奈唑胺耐药。采用PFGE和MLST方法分析31株optr A阳性肠球菌的亲缘关系,22株粪肠球菌共分为8个PFGE谱型及7个ST型,其中ST202(n=6)、ST376(n=6)型为优势ST型,且在同一或不同采样点之间均存在克隆传播。9株蒙氏肠球菌分为三个群系,均来自同一种植地,存在局部克隆传播。基因定位显示6株optr A阳性粪肠球菌中optr A基因位于质粒上,主要大小为70 kb,其中一株携带optr A质粒可发生接合转移,并且介导利奈唑胺耐药;其余25株optr A阳性肠球菌中optr A基因均位于染色体上。进一步根据PFGE及MLST谱型特征,挑选13株optr A阳性菌株进行二代测序,获得5种不同类型的optr A基因环境。在蒙氏肠球菌中,发现两种类型位于染色体上的optr A基因环境,分别为HAD-Tn558-ara C-optr A-Csp(n=2)和HAD-Tn558-ara Coptr A-erm(A)-Csp(n=1)。然而,在粪肠球菌中,发现两种类型位于染色体上的和一种类型位于质粒上的optr A基因环境,依次为HAD-Tn554-fex A-optr A-Csp(n=7),fex Aoptr A(n=1)和IS1216E-fex A-optr A-ISEnfa1(n=2)。进一步分析发现,除一株外,其它蒙氏和粪肠球菌染色体上携带optr A基因的序列片段均插入在肠球菌染色体上编码DNA修复蛋白功能的rad C基因上,其插入位点及方式与Tn554家族介导的转座相似,暗示肠

关键词：肠球菌鲜花耐药调查 optrA 分子传播机制利奈唑胺耐药

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景洪哥纳香化学成分的研究Ⅰ

中国药学杂志 1998年第9期33卷 523-526页

作者：梁华清许颂单友亮胡正波廖时萱第二军医大学药学院第一军医大学南方医院药学部

目的：研究云南西双版纳景洪哥纳香（Ｇｏｎｉｏｔｈａｌａｍｕｓｃｈｅｌｉｅｎｓｉｓ）茎皮的化学成分。方法：利用各种色谱技术进行分离纯化，根据理化性质和光谱数据等进行结构鉴定。结果：从景洪哥纳香茎皮的乙醇提取物中分离得到... 详细信息

目的：研究云南西双版纳景洪哥纳香（Ｇｏｎｉｏｔｈａｌａｍｕｓｃｈｅｌｉｅｎｓｉｓ）茎皮的化学成分。方法：利用各种色谱技术进行分离纯化，根据理化性质和光谱数据等进行结构鉴定。结果：从景洪哥纳香茎皮的乙醇提取物中分离得到１０种化合物，其中５个化合物结构分别鉴定为：５，７二羟基双氢黄酮Ⅰ、５，６２Ｈ６苯乙烯吡喃２酮Ⅱ、（５Ｒ，６Ｓ，７Ｒ，８Ｒ）７羟基８苯基四氢呋喃并［３，２ｂ］２Ｈ吡喃２酮Ⅲ、（６Ｒ，７Ｒ，８Ｒ）６（７，８二羟基苯乙基）５，６２Ｈ５羟基２吡喃酮Ⅳ、（６Ｒ，７Ｒ，８Ｒ）６（７，８二羟基苯乙基）５，６２Ｈ吡喃２酮Ⅴ。结论：５种化合物均首次从该植物中获得。

关键词：景洪哥纳香双氢黄酮吡喃酮化学成分茎皮

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刺人参的化学成分研究(Ⅱ)

中草药 1998年第9期29卷 586-587页

作者：许颂梁华清第二军医大学药学院上海200433

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湖北山麦冬化学成分的研究

药学学报 1989年第10期24卷 749-754页

作者：刘伟王禄梁华清第二军医大学药学系植化教研室

从湖北山麦冬(Liriope spicata Lout(Thunb).var.prolifera Y.T.Ma)块根的醇提物中分得四种甾体甙类化合物,根据化学性质和波谱(IR,~1HNMR,^(13)CNMR,EI-MS,FAB-MR)分析,确定甙Ⅰ为以β-谷甾醇为主、豆甾醇为次的混合甾醇的β-D-吡喃葡萄糖甙;甙Ⅱ为25(S)-鲁斯可皂甙元1-O-β-D-吡喃夫糖3-O-α-L-吡喃鼠李糖甙;甙Ⅲ为25(S)-鲁斯可皂甙元1-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)-β-D-吡喃木糖甙;甙Ⅳ为25(S)-鲁斯可皂甙元1-O-[α-L-吡喃鼠李糖基(1→2)](β-D-吡喃木糖基(1→3)]-β-D-吡喃夫糖甙,其中甙Ⅲ和甙Ⅳ为新的甾体皂甙。

关键词：湖北山麦冬螺甾醇甙甾体皂甙