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基于速度前瞻的数控系统连续轨迹控制算法设计及实现

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基于速度前瞻的数控系统连续轨迹控制算法设计及实现

作者：魏延栋电子科技大学

学位级别：硕士

数控系统的加工路径主要由直线和圆弧构成,由直线构成的加工路径中通常存在以高曲率和尖角为代表的速度敏感点,常规控制方式在发现这些敏感点时已经没有足够的路径长度来减速,以较高速度通过敏感点,由于雕刻系统的响应频率跟不上数控系... 详细信息

数控系统的加工路径主要由直线和圆弧构成,由直线构成的加工路径中通常存在以高曲率和尖角为代表的速度敏感点,常规控制方式在发现这些敏感点时已经没有足够的路径长度来减速,以较高速度通过敏感点,由于雕刻系统的响应频率跟不上数控系统控制频率的变化,加工过程中就会发生撞击和丢步现象。本文采用了速度前瞻控制技术、指数速度规划算法和逐点比较插补算法,开发了数控雕刻机的速度控制系统。速度前瞻控制技术可以有效预测并圆弧过渡敏感点;指数速度规划算法可以减小升降速时间,明显提高加工效率;逐点比较插补算法以最逼近的方式对加工路径进行插补。前瞻控制技术的核心思想是：对待加工数据先做前瞻预处理,找出加工路径中的敏感点,并对敏感点做圆弧过渡自适应拟合;根据自适应拟合得到的安全速度,对敏感点之前的数据段做加减速划分,到达圆弧拟合起点时加工速度和安全速度一致,因此数控系统能平稳地通过敏感点。根据步进电机指数速度模型建立了直线拟合方式的指数加减速速度表,提高了数控系统的加工效率。常规插补方式以基准轴的速度为参考比例发送脉冲,对长短轴互换的转折点加工轴的控制频率会突然跳跃,从而发生撞击现象;新算法中将原来插补方式改变为以合成速度的逐点比较方式发送脉冲,这种方式有效地减小了频率跳跃对数控系统的影响。对上述新的控制算法进行实验实现,对比常规控制方式,新的控制算法可以有效判断并自适应拟合敏感点;段内加减速规划算法中,减速点的判断准确,到达圆弧拟合起点时加工速度与安全速度基本一致。最后,对实验实现与加工过程中产生的误差做了分析,找出误差产生的原因,并找到合适的解决方案减小了误差对加工效果的影响。本课题采用了上述算法针对美工雕刻机开发了一套速度控制算法。对控制算法做加工实验验证,敏感点圆弧自适应拟合的误差达到0.002mm,加工精度达到0.0025mm/脉冲,当加工速度4m/min和加速度400mm/s2时,步进电机的起始加工频率是100Hz,控制系统的最大输出频率是26666.7Hz。实验加工过程中数控系统的加工速度平稳;加工质量和加工效率比常规控制方式都明显提高。

关键词：速度前瞻控制加减速控制逐点比较插补速度敏感点

产前诊断先天性膈疝的转运救治机制与临床实证分析

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临床小儿外科杂志 2022年第1期21卷 58-62页

作者：王莹马立霜刘超魏延栋李景娜赵云龙张艳霞张悦首都儿科研究所附属儿童医院普通(新生儿)外科北京100020

目的探讨产前诊断先天性膈疝(congenital diaphragmatic hernia,CDH)的转运救治机制与临床实践效果。方法首都儿科研究所附属儿童医院与北京市及周边地区8家产前诊断中心建立合作网,以2018年1月至2020年12月期间在合作网接受产前咨询的... 详细信息

目的探讨产前诊断先天性膈疝(congenital diaphragmatic hernia,CDH)的转运救治机制与临床实践效果。方法首都儿科研究所附属儿童医院与北京市及周边地区8家产前诊断中心建立合作网,以2018年1月至2020年12月期间在合作网接受产前咨询的CDH孕妇为研究对象。产前转运救治机制包括:产前以新生儿外科与产科为主导,协同超声影像科、遗传科组成专家小组进行不定期多学科会诊,对产前发现畸形患儿的诊断与预后进行评估;同时对分娩时间、分娩方式、出生后处置及转运、治疗等问题进行商讨,初步确定病情危重程度,分析出生后可能出现的风险,制定最优个性化诊疗方案。结果共88例CDH孕妇接受产前咨询,最终经绿色通道转运收治63例。63例中,男41例,女22例;足月儿52例,早产儿11例(中位出生胎龄34周);出生体重(2978.73±607.69)g;产时气管插管22例(34.9%),产房内高频呼吸机辅助呼吸22例(34.9%)。9例二氧化碳分压大于70 mmHg,54例小于70 mmHg。产前评估为重度CDH 31例,中度CDH 32例。产前诊断孕周(27.69±5.33)周。左侧膈疝53例,右侧膈疝10例。肝脏疝入15例。58例行手术治疗,术后存活率为87.9%(51/58);5例产前评估为极重度膈疝,出生后虽经全面抢救仍无法改变呼吸循环衰竭状态而死亡。58例采用手术治疗的患儿中,开放手术8例(13.8%),腔镜手术50例(86.2%);无疝囊35例,有疝囊23例;术中发现B级缺损20例(34.5%),C级和D级缺损共38例(65.5%)。使用补片修补膈肌者占10.3%(6/58)。结论先天性膈疝治疗水平的提升有赖于产科、儿科密切合作。新生儿外科专业转运团队在产前参与诊断和评估、产时进驻产房共同完成生后抢救及转运工作、以及后续有效的手术治疗和围术期管理,对改善先天性膈疝患者预后有着积极的作用。

关键词：疝,横膈,先天性/诊断产前诊断病人转送治疗结果

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北京都市型现代农业标准体系建设研究

中国农学通报 2010年第14期26卷 413-418页

作者：魏延栋史亚军北京农学院经济管理学院北京农业学院都市农业究所北京102206

农业标准化是现代农业的重要内容和显著标志之一,北京农业发展到都市型现代农业的新阶段,需要建立、建全与之相适应的农业标准体系。北京农业标准体系的建设,可以使农产品的质量安全得到保证,增加农产品的价值,提高农民收入,可以加快北... 详细信息

农业标准化是现代农业的重要内容和显著标志之一,北京农业发展到都市型现代农业的新阶段,需要建立、建全与之相适应的农业标准体系。北京农业标准体系的建设,可以使农产品的质量安全得到保证,增加农产品的价值,提高农民收入,可以加快北京农业现代化的发展,可以保障北京农业的可持续发展。应围绕北京农业产业融合化、特色化、多功能性、国际化的特点,建立具有北京都市型现代农业特色的标准体系,在促进北京农业发展的同时,最终实现经济、社会、生态效益的最大化。

关键词：农业标准化都市型现代农业标准体系建设

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多学科诊疗模式下先天性膈疝患儿的临床转归

临床小儿外科杂志 2023年第8期22卷 706-712页

作者：孟楚怡冯众王莹魏延栋刘超李景娜吴涛张艳霞马立霜首都儿科研究所北京100020 首都儿科研究所附属儿童医院新生儿外科北京100020

目的探讨多学科诊疗模式下先天性膈疝(congenital diaphragmatic hernia,CDH)的临床转归以及预后相关因素。方法本研究为回顾性研究。以2016年1月至2022年8月首都儿科研究所附属儿童医院收治的103例产前诊断为CDH的患儿为研究对象,以出... 详细信息

目的探讨多学科诊疗模式下先天性膈疝(congenital diaphragmatic hernia,CDH)的临床转归以及预后相关因素。方法本研究为回顾性研究。以2016年1月至2022年8月首都儿科研究所附属儿童医院收治的103例产前诊断为CDH的患儿为研究对象,以出生24 h内出现体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)使用指征为分组标准,将患儿分为ECMO达标组和非ECMO达标组,其中ECMO达标组39例,非ECMO达标组64例。分析两组患儿临床预后、超声心动图表现,以及ECMO达标组患儿死亡风险因素。结果103例患儿总病死率为29.1%(95%CI:20.6%~38.9%)。ECMO达标组病死率为53.9%(95%CI:37.2%~69.9%),高于非ECMO达标组的14.1%(95%CI:6.6%~25.0%),该组存活患儿有创呼吸机使用时间为336.5(160.5,578.5)h,住院时长为37.5(22.8,51.3)d。非ECMO达标组有创呼吸机使用时间为177.0(121.0,311.0)h、住院时长为25(19,34)d。与非ECMO达标组相比,ECMO达标组右侧膈疝占比更多,肝脏疝入发生率更高,膈肌缺损程度更大(P<0.05),早期肺动脉高压更严重(P<0.01),右心增大(69.7%比27.3%,P<0.01)以及左心功能不全(18.2%比0,P<0.01)的发生率更高。多因素回归分析结果显示,诊断胎龄<25周、动脉二氧化碳分压(arterial partial pressure of carbon dioxide,PaCO_(2))偏高、氧合指数(oxygenation index,OI)偏大是ECMO达标组CDH患儿死亡的独立危险因素(P<0.05)。结论在CDH患儿诊治中,采取产前-产时-产后一体化诊疗模式,优化通气管理和血管活性药物的精准个性化使用,可获得与ECMO中心相仿的治疗效果。建议ECMO在CDH患儿中的使用更加谨慎。患儿诊断胎龄早及生后早期氧合功能差与死亡结局密切相关。

关键词：疝,横膈,先天性多学科治疗体外膜肺氧合治疗治疗结果对比研究

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腹腔镜手术治疗小儿腰疝的临床研究

中华小儿外科杂志 2020年第1期41卷 66-68页

作者：张军陈震魏延栋刘树立首都儿科研究所普通(新生儿)外科北京100020

目的探讨腹腔镜手术在治疗小儿腰疝治疗中的安全性、可行性及优越性。方法本组9例小儿腰疝患儿,男4例,女5例;年龄1岁6个月至10岁,平均年龄4岁;7例发生于腰下三角,2例发生于腰上三角。6例发生于左侧腰部,3例发生于右侧腰部。均采用腹腔... 详细信息

目的探讨腹腔镜手术在治疗小儿腰疝治疗中的安全性、可行性及优越性。方法本组9例小儿腰疝患儿,男4例,女5例;年龄1岁6个月至10岁,平均年龄4岁;7例发生于腰下三角,2例发生于腰上三角。6例发生于左侧腰部,3例发生于右侧腰部。均采用腹腔镜微创手术,行腹腔镜下腰疝修补术。结果本组9例患儿均成功完成腹腔镜手术,手术顺利,无术中大出血、无术中及术后输血、无意外损伤及围手术期死亡病例发生。手术效果好,治愈出院。平均住院时间5 d。术后随访1~8年,无明显远、近期并发症发生。结论腹腔镜手术是治疗小儿腰疝的安全、可靠的方法,具有创伤小,恢复快,美容效果满意等优势,值得临床推广。

关键词：腹腔镜手术小儿腰疝

经脐单一切口腹腔镜手术治疗小儿脐尿管囊肿4例报告

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中国微创外科杂志 2020年第2期20卷 181-183页

作者：叶茂李旭明安晓范林峰魏延栋李龙首都儿科研究所外科北京100020

小儿脐尿管囊肿是少见的脐尿管残余畸形,是一种发生在脐部与膀胱顶之间两端闭塞的脐尿管结构,患儿常因反复腹痛就诊。传统常取腹壁正中切开行肿物切除术,术后腹壁瘢痕不美观。随着腹腔镜技术在小儿外科的应用,尤其是单孔腹腔镜在小儿外... 详细信息

小儿脐尿管囊肿是少见的脐尿管残余畸形,是一种发生在脐部与膀胱顶之间两端闭塞的脐尿管结构,患儿常因反复腹痛就诊。传统常取腹壁正中切开行肿物切除术,术后腹壁瘢痕不美观。随着腹腔镜技术在小儿外科的应用,尤其是单孔腹腔镜在小儿外科的应用,在安全有效的同时,达到最小损伤、最大的美观。2018年11月~2019年3月我科对4例小儿脐尿管囊肿行经脐单一切口腹腔镜脐尿管囊肿切除术,报道如下。

关键词：脐尿管囊肿小儿外科肿物切除术反复腹痛单孔腹腔镜腹腔镜技术经脐单一切口

腹腔镜与开放胆总管囊肿术后胆道梗阻二次手术的对比研究

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中华小儿外科杂志 2018年第4期39卷 279-284页

作者：刁美李龙叶茂魏延栋郑伟首都儿科研究所外科北京100020 澳大利亚Monash大学小儿外科系、北京和睦家医院外科 100015

目的本研究旨在比较腹腔镜和开放胆总管囊肿二次手术术后长期疗效。方法2006年1月至2016年5月间49例患儿在外院接受胆总管囊肿根治术后出现胆道梗阻，转入我院成功行腹腔镜二次手术。术中根据梗阻原因进行相应处理：异位前置肝右动脉压... 详细信息

目的本研究旨在比较腹腔镜和开放胆总管囊肿二次手术术后长期疗效。方法2006年1月至2016年5月间49例患儿在外院接受胆总管囊肿根治术后出现胆道梗阻，转入我院成功行腹腔镜二次手术。术中根据梗阻原因进行相应处理：异位前置肝右动脉压迫肝管空肠吻合口近端肝总管，将异位肝右动脉重置于近端肝总管后方解除梗阻；初次手术未解决伴发的单一或多处肝管狭窄，行肝管扩大成型＋肝管空肠再吻合；吻合口狭窄，行肝管空肠再吻合。评估手术时间，术后恢复和并发症，和2001年10月至2005年12月间在我中心行开放胆总管囊肿二次手术的17例患儿进行疗效对比。结果两组患儿年龄差异无统计学意义。平均手术时间相似（腹腔镜组2.3 h，开放手术组2.1 h，P＝0.1）。腹腔镜组平均术后住院时间5.5 d，术后恢复进食时间2.1 d，放置腹腔引流时间3.2 d，明显短于开放手术组（平均术后住院时间7.4 d，术后恢复进食时间3.3 d，放置腹腔引流时间4.5 d，P〈0.001）。中位随访时间腹腔镜组为50个月（1～123个月），开放手术组142个月（123～173个月）。两组均无一例发生胆道再梗阻，胆管炎，肝内胆管结石或癌变。腹腔镜组无一例输血，开放手术组1例患儿因术后出血予止血和输血治疗3 d后自愈。开放手术组2例患儿发生伤口裂开，行手术修补。腹腔镜组无一例出现伤口并发症。开放手术组1例患儿发生初次手术腹壁伤口下粘连肠管损伤，腹腔镜组无一例发生。腹腔镜二次手术早期1例患儿发生胆漏，术后引流7 d后自愈。腹腔镜组并发症发生率明显低于开放手术组（2%比23.5%，P〈0.05）。两组肝功能均于二次术后1个月至2年恢复正常。结论腹腔镜胆总管囊肿二次手术安全可行，长期疗效可与开放手术相媲美，甚至优于开放手术。

关键词：胆总管囊肿腹腔镜检查肝管空肠吻合术

microRNA-21及靶基因PDCD4、PTEN蛋白在肝母细胞瘤细胞中的表达情况及临床意义研究

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中华小儿外科杂志 2020年第10期41卷 955-960页

作者：陈震乔国梁张军魏延栋刘树立李龙首都儿科研究所普通(新生儿)外科 100020

目的研究肝母细胞瘤HUH-6株与正常肝LO2细胞株microRNA-21及其靶基因PDCD4和PTEN表达的差别;研究抑制microRNA-21表达后肝母细胞瘤HUH-6细胞株中microRNA-21及其靶基因PDCD4和PTEN的变化,以及反义抑制后HUH-6细胞凋亡、细胞增殖周期的... 详细信息

目的研究肝母细胞瘤HUH-6株与正常肝LO2细胞株microRNA-21及其靶基因PDCD4和PTEN表达的差别;研究抑制microRNA-21表达后肝母细胞瘤HUH-6细胞株中microRNA-21及其靶基因PDCD4和PTEN的变化,以及反义抑制后HUH-6细胞凋亡、细胞增殖周期的变化。方法正常肝LO2细胞株与肝母细胞瘤HUH-6株作为研究对象,将肝母细胞瘤HUH-6细胞株分为3组,包括:空白对照组(正常培养的HUH-6细胞);microRNA-21抑制组(转染microRNA-21抑制序列的细胞);阴性对照组(转染无关序列的HUH-6细胞)。运用实时荧光定量PCR技术分析各组细胞中的microRNA-21的表达水平。运用流式细胞技术检测反义抑制microRNA-21后HUH-6细胞凋亡以及细胞增殖情况。用Westen-blot检测细胞中PDCD4和PTEN的表达情况。结果与正常肝LO2细胞株相比,肝母细胞瘤HUH-6株microRNA-21表达上调;反义抑制后HUH-6细胞中microRNA-21表达下降;反义抑制后HUH-6细胞增殖率下降,凋亡率增加;反义抑制后HUH-6细胞PDCD4和PTEN表达增加。结论本研究通过细胞实验,发现肝母细胞瘤瘤细胞中microRNA-21表达上调,并可以负性调节靶基因蛋白PDCD4及PTEN蛋白的表达;microRNA-21可能通过PDCD4及PTEN蛋白调节肝母细胞瘤的增殖与凋亡。本研究首次进行microRNA-21在肝母细胞瘤细胞中的表达研究,为microRNA-21及靶基因PDCD4及PTEN在肝母细胞瘤发病机制的研究奠定基础,在肝母细胞瘤的治疗方面具有光明的研究前景。

关键词：基因微小RNA-21 肝母细胞瘤细胞实验

腹腔镜与开腹手术在卵巢囊肿剔除术中的对比研究

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中华小儿外科杂志 2019年第2期40卷 133-136页

作者：张军魏延栋刘树立李龙杨轩明安晓首都儿科研究所普通(新生儿外科) 北京100020

目的比较腹腔镜与开腹手术治疗卵巢囊肿的效果。方法选择2013年3月至2015年8月首都儿科研究所收治的83例卵巢囊肿患儿,按照随机数字表法随机分为腹腔镜组( 43例)和常规开放手术组(40例),对两组患儿的手术时间、术中出血量、肠道功能恢... 详细信息

目的比较腹腔镜与开腹手术治疗卵巢囊肿的效果。方法选择2013年3月至2015年8月首都儿科研究所收治的83例卵巢囊肿患儿,按照随机数字表法随机分为腹腔镜组( 43例)和常规开放手术组(40例),对两组患儿的手术时间、术中出血量、肠道功能恢复时间、住院时间、并发症、中转率进行比较。结果83例手术均获成功,术后无并发症发生,腹腔镜和开腹手术时间分别为(30.34±20.16) min和(46.45±15.76) min、术中出血量分别为(5±3.7) ml和(15±4.9) l、术后进食时间分别为(3.24±2.71) h和(5.92±2.78) h,住院时间分别为(2.93±1.18) d和(6.15±0.61) d,腹腔镜组均显著低于开腹组,差异有统计学意义(P<0.05),瘢痕评分腹腔镜组明显优于开腹手术组。结论腹腔镜卵巢囊肿手术在现阶段是安全可行的,具有创伤小、术后恢复快、住院时间短,瘢痕小,明显优于开腹卵巢囊肿手术,值得临床广泛推广应用。

关键词：卵巢囊肿腹腔镜对比研究