本文在參考了國內(nèi)外已有多自由度球電機的基礎(chǔ)上,提出了正交圓柱結(jié)構(gòu)的兩自由度電機,它是獨立設(shè)計的一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu).此電機可分解為兩個獨立的兩相混合式步進電機:分別為內(nèi)層小電機(外轉(zhuǎn)子兩相混合式步進電機)和外層大電機(扇形結(jié)構(gòu)的兩相混合式步進電機).本文以兩自由度電機為對象,采用"齒層比磁導(dǎo)法",對電機的矩角特性進行計算和分析,用得到的矩角特性與設(shè)計要求相比較,從而為優(yōu)化尺寸設(shè)計提供參考.
上傳時間: 2013-07-19
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溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 隨著“信息時代”的到來,作為獲取信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進步,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,對其要求越來越高,需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。因此,了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。 由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺沟萌藗兛梢岳糜嬎銠C實現(xiàn)自動測量、信息處理和自動控制,但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng),它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此,不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標,還必須懂得傳感器經(jīng)過適當?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號的處理、顯示和控制的要求,而且只有通過對傳感器應(yīng)用實例的原理和智能傳感器實例的分析了解,才能將傳感器和信息通信和信息處理結(jié)合起來,適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)用。另一方面,傳感器的被測信號來自于各個應(yīng)用領(lǐng)域,每個領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時效,各自都在開發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器,于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快,以及其應(yīng)用之廣,并且還有很大潛力。 為了提高對傳感器的認識和了解,尤其是對溫度傳感器的深入研究以及其用法與用途,基于實用、廣泛和典型的原則而設(shè)計了本系統(tǒng)。本文利用單片機結(jié)合傳感器技術(shù)而開發(fā)設(shè)計了這一溫度監(jiān)控系統(tǒng)。文中傳感器理論單片機實際應(yīng)用有機結(jié)合,詳細地講述了利用熱敏電阻作為熱敏傳感器探測環(huán)境溫度的過程,以及實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換的原理過程。 本設(shè)計應(yīng)用性比較強,設(shè)計系統(tǒng)可以作為生物培養(yǎng)液溫度監(jiān)控系統(tǒng),如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、實驗室溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。課題主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測,利用單片機實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過計算機實施溫度監(jiān)控。設(shè)計后的系統(tǒng)具有操作方便,控制靈活等優(yōu)點。 本設(shè)計系統(tǒng)包括溫度傳感器,A/D轉(zhuǎn)換模塊,輸出控制模塊,數(shù)據(jù)傳輸模塊,溫度顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動電路六個部分。文中對每個部分功能、實現(xiàn)過程作了詳細介紹。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度監(jiān)控,完成了課題所有要求。
上傳時間: 2013-07-18
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電壓源型PWM逆變器在當前的工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛,在其應(yīng)用領(lǐng)域中,交流電動機的運動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中,設(shè)置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關(guān)器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短,然而當開關(guān)頻率很高或輸出電壓很低時,死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變,進而導(dǎo)致電動機的電流發(fā)生畸變,電機附加損耗增加,轉(zhuǎn)矩脈動加大,最終導(dǎo)致系統(tǒng)的控制性能降低,甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此,需要對逆變器的死區(qū)進行補償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補償方法;針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補償方法,并對這兩種方法進行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響,以及功率開關(guān)器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補償方法進行了理論分析,該方法先計算出補償電壓,再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補償電壓極性錯誤進行校正,極性校正的參考量為d軸補償電壓的幅值,然而補償電壓的大小隨電流的變化而變化,因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點,而且該方法只適用于id=0的控制方式,適用性較差。針對這些問題,本文提出了改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補償方法,改進后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進行校正,然后再計算補償電壓的大小,電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標系的函數(shù)sγ的幅值,sγ的幅值與補償電壓大小無關(guān)為恒定值,而且適用于任何控制方式,適應(yīng)性強。再次把改進的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補償方法應(yīng)用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中,采用MATLAB和Pspice兩種方法進行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析,表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后,文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波,提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關(guān)系,通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度,對其進行死區(qū)補償?shù)姆椒ā=o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實現(xiàn)方法,并建立了MATLAB仿真模型,進行仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補償方法的正確性和有效性。
上傳時間: 2013-06-04
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能源和環(huán)境的雙重壓力、電子技術(shù)與控制理論的飛速發(fā)展使得柴油機控制能夠采用電子控制技術(shù),并成為柴油機控制的研究熱點。本文針對我國內(nèi)燃機車牽引用的柴油機(12V240ZJ6E),主要研究其電控單體泵的電子控制技術(shù)。實現(xiàn)了電控單體泵在實驗臺上的電子控制,為最終降低內(nèi)燃機車柴油機在輕載工況下的燃油消耗率并改善其排放打下基礎(chǔ)。在以下三方面展開研究工作: 首先,根據(jù)柴油機的燃油噴射原理,深入研究高壓燃油在泵-管-嘴系統(tǒng)中的傳遞規(guī)律,分析燃油噴射系統(tǒng)的各種電子控制方式,結(jié)合我國內(nèi)燃機車柴油機改造的現(xiàn)狀并參考國內(nèi)外應(yīng)用實例,確定采用“電控單體泵系統(tǒng)”方案。針對性地分析電控單體泵的特性,總結(jié)出電控單體泵的控制規(guī)律。 其次,設(shè)計電控單體泵的高速大流量電磁閥驅(qū)動模塊,其性能直接影響電磁閥的響應(yīng)特性。通過計算和試驗對比的方法獲得不同驅(qū)動電壓、不同續(xù)流回路情況時的動態(tài)響應(yīng),找出最優(yōu)電路參數(shù)和控制參數(shù)。用于多缸柴油機的驅(qū)動模塊可以修正各單體泵噴油特性的差異。 第三,設(shè)計凸輪軸轉(zhuǎn)速的測量模塊。采集安裝于凸輪軸上的測速齒輪的脈沖信號,計算凸輪軸的瞬時轉(zhuǎn)速和相位,并對瞬時轉(zhuǎn)速進行預(yù)測,為查找脈譜表以確定噴油定時和噴油量奠定基礎(chǔ)。凸輪軸轉(zhuǎn)速的預(yù)測方法為“相鄰區(qū)間+自適應(yīng)參數(shù)修正”。 最后,設(shè)計控制電路,以數(shù)字信號處理器為主控芯片。在數(shù)字信號處理器中完成柴油機的轉(zhuǎn)速測量和電磁閥驅(qū)動脈沖生成。由于內(nèi)燃機車上的電磁環(huán)境比較惡劣,采用了抗干擾措施。 通過上述工作,掌握了電控單體泵系統(tǒng)的基本特性,完成了電子控制單元主要電路的設(shè)計,并實現(xiàn)凸輪軸的測速和電磁閥的控制。電子控制單元在電控單體泵試驗臺上進行了試驗。結(jié)果表明,測速準確、電磁閥驅(qū)動及其控制方式合理,為后續(xù)工作打下良好的基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-04-24
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目前,油田的開采都是通過抽油機抽取地下的石油,因此國內(nèi)油田對抽油機的需求量非常大。然而,據(jù)統(tǒng)計在油田生產(chǎn)成本中約有三分之一為電能消耗,其中抽油機消耗的電能約占總電能消耗的80%。驅(qū)動電動機是抽油機消耗電能的主要設(shè)備,年耗電量超過百億KWh。所以對抽油機的機械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)進行節(jié)能改造,最大限度地挖掘抽油機的節(jié)電潛力,可帶來相當可觀的經(jīng)濟效益。 采用超高轉(zhuǎn)差電機作為抽油機的驅(qū)動電機,是現(xiàn)有改進抽油機系統(tǒng)的主要措施之一。這種電動機的特點是轉(zhuǎn)子電阻較大,起動轉(zhuǎn)矩得到有效提高,安裝容量得以降低;機械特性軟,遇到換相沖擊載荷時,轉(zhuǎn)速下降,靠曲柄慣性作用,減速器和電動機的扭矩變化趨于平緩,峰值扭矩明顯降低,從而改善了機、桿、泵的配合,提高了泵的充滿系數(shù),增加產(chǎn)液量,達到系統(tǒng)節(jié)能的目的。此外,抽油機的工作過程中,驅(qū)動電機有時會處于發(fā)電狀態(tài),對供電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成很大危害。超高轉(zhuǎn)差率電機能夠有效避免發(fā)電狀態(tài)的出現(xiàn),從而減小對供電網(wǎng)的沖擊,保證供電質(zhì)量。 本課題以抽油機節(jié)能改造中驅(qū)動電機節(jié)能為出發(fā)點,從超高轉(zhuǎn)差率電動機的機械特性、起動轉(zhuǎn)矩等方面,對該類型電動機驅(qū)動抽油機的優(yōu)勢進行了理論分析。此外,本文還從能量平衡的角度,以抽油機中的動能平衡理論為基礎(chǔ)分析了電機轉(zhuǎn)差率對抽油機節(jié)能的影響。 最后,本文結(jié)合抽油機運動分析和抽油機曲柄運動曲線,以抽油機載荷系數(shù)為目標函數(shù),編寫了優(yōu)化計算程序,從而實現(xiàn)了對適合某一井況下抽油機的驅(qū)動電機的最優(yōu)轉(zhuǎn)差率的定量計算,并以此作為設(shè)計或者選配超高轉(zhuǎn)差率電動機的依據(jù)。
標簽: 抽油機 應(yīng)用研究 電動機
上傳時間: 2013-07-07
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近年來,由于能源危機和環(huán)境污染,世界各國均在投巨資發(fā)展燃料電池汽車。雙向DC/DC變換器作為燃料電池汽車的中重要部件,需要隨著行駛狀態(tài)的改變,頻繁地切換其工作狀態(tài),其動態(tài)性能好壞,直接決定汽車動力系統(tǒng)的響應(yīng)速度。本文主要致力于對DC/DC變換器在不同控制策略下的動態(tài)性能進行研究,并在保證其穩(wěn)態(tài)性能的前提下提高系統(tǒng)動態(tài)性能。 本文首先研究了線性控制策略下DC/DC變換器的動態(tài)性能。介紹了閉環(huán)控制系統(tǒng)在頻域和時域的動態(tài)性能指標以及二者之間的關(guān)系。當系統(tǒng)受到外部干擾較小時,采用頻域分析方法,對Buck和Boost變換器進行了小信號建模,并對其在不同線性補償網(wǎng)絡(luò)控制作用下的動態(tài)性能進行對比分析。當系統(tǒng)受到較大干擾時,采用時域分析方法,文中介紹了DC/DC變換器大信號建模方法,并對PID參數(shù)在工程上整定方法加以分析。 DC/DC變換器是一非線性系統(tǒng),應(yīng)用線性控制策略不可避免地存在一定局限性—動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能之間的矛盾。針對這一問題,引入了模糊—PI控制,將其應(yīng)用于DC/DC變換器,以在保持系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能不變的前提下,提高其動態(tài)性能。以Buck DC/DC變換器為例,詳細介紹了模糊-PI控制器的設(shè)計過程,并對設(shè)計的閉環(huán)控制系統(tǒng)用MATLAB進行建模與仿真。最后,通過實驗對比驗證了模糊—PI控制的有效性。 和線性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能,但效果有限。本文引入了另一種非線性控制策略——滑模控制策略。滑模控制策略是目前動態(tài)性能最好的控制策略之一,可以極佳地發(fā)揮系統(tǒng)的硬件潛能。 本文首先介紹了滑模控制相關(guān)知識,推導(dǎo)了其應(yīng)用于Buck和Boost變換器的理論基礎(chǔ)。設(shè)計出針對不同被控對象和工作狀態(tài)的控制策略,對每種控制策略通過仿真分析驗證其有效性。就滑模控制存在的靜差問題、抖振問題和變頻問題均提出了行之有效的解決方案。快速響應(yīng)特性
上傳時間: 2013-08-01
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在電力系統(tǒng)容量日益擴大和電網(wǎng)電壓運行等級不斷提高的潮流下,傳統(tǒng)電磁式互感器在運行中暴露出越來越多的弊端,難以滿足電力系統(tǒng)向自動化、標準化和數(shù)字化的發(fā)展需求,電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)成為一種必然的趨勢,并成為人們研究的熱點。本文圍繞電子式電流互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行了研究與設(shè)計。 Rogowski線圈是電流傳感元件,本文總紿了Rogowski線圈的基本原理,其中包括線圈的等效電路和相量圖,線圈的電磁參數(shù)計算。在理論研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際設(shè)計一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件,文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結(jié)構(gòu),針對其自身結(jié)構(gòu)缺陷和工作環(huán)境的電磁干擾,提出具有針對性的電磁兼容設(shè)計方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩(wěn)定性的重要因素之一。模擬積分器具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、輸入動態(tài)范圍大等優(yōu)點;數(shù)字積分器具有性能穩(wěn)定,精度高等優(yōu)點。后者的優(yōu)勢使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實用化研究的一個熱點問題。本文設(shè)計了一套數(shù)字積分器設(shè)計的方法,其中包括了積分算法的選擇,積分輸入采樣率和分辨率的確定,數(shù)字積分器的通用結(jié)構(gòu),積分初值的選擇方法等。 為了保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定,文章中的系統(tǒng)只采用激光供電模式,降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功耗就成了系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。文章中介紹了一些實用的低功耗處理方法,分析了激光器的特性,光電池的特性和光電轉(zhuǎn)換器件的特性,并根據(jù)這些器件的特性,改進了數(shù)據(jù)發(fā)送激光器的驅(qū)動電路,大幅度降低了系統(tǒng)的功耗,保證了系統(tǒng)在較低供電功率條件下的正常運行。 論文最后對全文工作進行總結(jié),提出進一步需要解決的問題。
標簽: 電子式互感器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-10
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空調(diào)壓縮機是空調(diào)器的核心部件。傳統(tǒng)定速空調(diào)器中壓縮機多采用單相異步電動機,對電機采用簡單的開關(guān)式控制,電能損耗、室溫波動及噪音都很大,壓縮機容易受沖擊損壞。隨著人們生活水平的提高及能源短缺問題的出現(xiàn),將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中,將變頻壓縮機取代傳統(tǒng)定頻定速壓縮機,對其進行變頻調(diào)速將使壓縮機減少開停次數(shù),降低室溫波動,提高舒適度,獲得了更好的空氣調(diào)節(jié)效果和實現(xiàn)節(jié)能降耗的要求。 空調(diào)系統(tǒng)是一個典型的多輸入多輸出、具有大滯后特性的菲線性系統(tǒng)。要對空調(diào)壓縮機進行變頻調(diào)速,需要根據(jù)房間溫度的變化得出壓縮機的頻率值。由于空調(diào)系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型難以取得,且時間常數(shù)較大,傳統(tǒng)的PID調(diào)整不僅費時費力,性能指標也不能令人滿意。因此,將模糊控制技術(shù)引入空調(diào)壓縮機的變頻調(diào)速控制,建立模糊控制器,以房間溫度的變化和變化率為輸入,壓縮機的頻率為輸出。對于提高空調(diào)系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性和可靠性,無論從學(xué)術(shù)研究角度出發(fā),還是在工程應(yīng)用方面,都具有相當?shù)默F(xiàn)實意義。 本文分別從三相異步電動機的變頻調(diào)速技術(shù)、變頻空調(diào)控制策略等方面進行了探討分析。首先將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)壓縮機變頻調(diào)速中,根據(jù)建立模糊控制規(guī)則的基本思想及實際運行經(jīng)驗,通過模糊控制技術(shù)使空調(diào)壓縮機具有自調(diào)整的智能特性,從而得出最佳的動態(tài)控制參數(shù),克服了PID控制器控制精度較低、消除穩(wěn)態(tài)誤差能力差的缺點。 然后詳細闡述了SVPWM的基本原理,對空間矢量調(diào)制(SVPWM)方式及其實現(xiàn)方法進行了探討。在變頻壓縮機的控制中采用先進的SVPWM調(diào)制技術(shù),壓縮機能根據(jù)室內(nèi)需要的冷(熱)量不同,連續(xù)地、動態(tài)地、實時地調(diào)整其制冷(熱)量,始終保持在較合理的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下。能夠進一步提高電壓的利用率和頻率分辨率,并使壓縮機運行更加平穩(wěn),提高空調(diào)的效率,達到節(jié)能降耗的效果。
標簽: SVPWM 模糊控制 變頻調(diào)速
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,微控制器和數(shù)字信號處理器的性價比不斷提高,數(shù)字控制技術(shù)已逐步應(yīng)用于大中功率高頻開關(guān)電源。相對于傳統(tǒng)模擬控制方式,數(shù)字控制方式具有電源設(shè)計靈活、外圍控制電路少、可采用較先進的控制算法、具有較高可靠性等優(yōu)點。 高頻開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、輸出紋波小等特點,現(xiàn)已逐步成為現(xiàn)代通訊設(shè)備的新型基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。針對傳統(tǒng)開關(guān)電源中損耗較大、超調(diào)量較大、動態(tài)性能較差等問題,本文采用基于DSP的全橋軟開關(guān)拓撲結(jié)構(gòu)。全橋軟開關(guān)移相控制技術(shù)由智能DSP系統(tǒng)完成,采樣信號采用差分傳輸,控制算法采用模糊自適應(yīng)PID算法,產(chǎn)生數(shù)字PWM波配合驅(qū)動電路控制全橋開關(guān)的通斷。在輸入端應(yīng)用平均電流控制法的有源功率因數(shù)校正,使輸入電流跟隨輸入電壓的波形,從而使功率因數(shù)接近1。最后通過Matlab仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制算法比傳統(tǒng)PID控制算法在超調(diào)量,調(diào)節(jié)時間,動態(tài)特性等性能上具有優(yōu)越性。 論文以高頻開關(guān)電源的設(shè)計為主線,在詳細分析各部分電路原理的基礎(chǔ)上,進行系統(tǒng)的主電路設(shè)計、輔助電路設(shè)計、控制電路設(shè)計、仿真研究、軟件實現(xiàn)。重點介紹了高頻變壓器的設(shè)計及模糊自適應(yīng)PID控制器的實現(xiàn)。并將輔助電源及控制電路制成電路板,以及在此電路板基礎(chǔ)上進行各波形分析并進行相關(guān)實驗。
上傳時間: 2013-04-24
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心音信號是人體最重要的生理信號之一,包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識別技術(shù)難點展開了深入的研究,內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號(NM)和房顫(AF)、主動脈回流(AR)、主動脈狹窄(AS)、二尖瓣回流(MR)4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個方面: a)心音信號采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機功能的聽診器實現(xiàn)對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析,選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據(jù)實驗分析,選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級閾值的方法作為心音信號預(yù)處理方案。 b)心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進行了時頻譜特性分析,結(jié)果表明:不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關(guān)系,即需要在小的交叉項干擾與高的時頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此,本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時頻(ATF)分析方法,通過實驗驗證該分布能較好地反映心音信號的時頻結(jié)構(gòu),其性能優(yōu)于一般錐形核分布(CKD)以及Choi-Williams分布(CWD)、譜圖(SPEC)等固定核時頻分析方法,從而選擇自應(yīng)錐形核時頻分析方法進行心音信號分析。 c)心音信號特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann() Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標準心音信號的時頻分析結(jié)果,提取8組特征數(shù)據(jù),通過Fihser降維處理方法提取出了實現(xiàn)分類可視化,且最易于分類的心音信號的2維特征向量,作為心音信號分類的特征向量。 d)心音信號分類方法。根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖,研究了支持向量機核函數(shù)、多分類支持向量機的選取方法,同時,基于分類的目的 性和可信性,本文提出以分類精度最大為判斷準則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法,建立了心音信號分類的支持向量機模型,選取標準數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機的學(xué)習樣本,對余下的每類20組數(shù)據(jù)進行測試,得到每類的分類精度(Ar)均為100%,同時對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個心動周期進行分類實測,分類精度分別為:NM、AF、MR的分類精度均為100%,而AR、AS均為95.83%,驗證了該方法的分類有效性。 e)心音信號分析與識別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實現(xiàn)了心音信號分析與識別的軟件運行平臺構(gòu)建,可完成對心音信號的讀取、預(yù)處理,繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖;同時,利用MATLAB與EXCEL的動態(tài)鏈接,實現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲以及統(tǒng)計功能;最后,通過對心音信號2維特征向量的分析,實現(xiàn)心音信號的自動識別功能。 本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機模型的建立兩方面。 綜上所述,本文從理論與實踐兩方面對心音信號進行了深入的研究,主要是采用自適應(yīng)錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量,根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖,建立心音信號分類的支持向量機模型,并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進行了分類研究,取得了較為滿意的分類結(jié)果,但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數(shù)據(jù)量尚不足,因此,今后的工作重點是采集更多種類的心臟雜音信號,進一步提高心音信號分類精度,使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。 關(guān)鍵詞:心音信號,小波降噪,非平穩(wěn)信號,心臟雜音,信號處理,時頻分析,自適應(yīng),支持向量機
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