人类活体颈椎生物力学性能测试仪器的研制

颈部疼痛和运动障碍是人类的常见病症。不管起因如何，受伤和退化将使颈椎的力学性能发生变化。由于颈椎的生理结构复杂。描述其在三维坐标系的运动状态需要3个平移参数和3个转角参数。为此，我们在颈椎运动力学性能研究时做如下的力学模型简化；把人体的胸部和头部看成是两个刚体，它们之间仅由颈椎相连，当人体的胸部被固定时，头部做曲伸，旋转，侧弯运动，简化为头部绕第一胸椎（T1）的转动。为实现这一运动，我们研制了一套专用的测试装置。测试者接受的是被动测试，头部的旋转是由扭力扳手产生的，当扭力扳手对某轴施加一力偶时，就向被试者头部传递了一力矩T，而此力矩可通过安装在扭力扳后上的力传感器将信号传递到应变仪上测出；头部在这力矩作用下的转角θ则由安装于测试装置上的转角指示器显示，我们分别对四位受试者进行了测试，得到了对应的T-θ曲线图。测试表明，尽管受试个体间存在着特异性，但也能找到一些明显的规律。例如每个受试者颈椎旋转的运动角度要大于其它的几种运动。     

用人工产生的拟湍流信号检验相干结构的检测方法

本文利用计算机产生拟湍流脉动信号，将数据进行频谱分析和能谱分析，发现湍流中相干结构不仅包合低频成分还包含一定数量高频成分，因而简单地认为湍流中低频部分是相干结构而高频部分是小尺度脉动，来确定相干结构能量在湍流中所占成分是不科学的；本文还将得到的数据用几种条件采样方法检测相干结构数量和位置，以此判断检测方法的优劣，发现就这类信号而言ＭＵ—ＬＥＶＥＬ法要比ＶＩＴＡ法准确性要高一些。     

双路激光混沌复用系统的混沌同步及安全性能研究

针对一种新型的双路激光混沌复用系统, 建立相应的速率方程模型, 详细分析了两个主激光器的单个参数失配、多个参数同时失配、反馈强度差异以及频率失谐对混沌同步性能的影响, 并对此复用系统的安全性能和频谱性能进行了研究. 研究结果表明: 采用参数失配方案, 通过合理选择两个主激光器的参数, 可以保证两个主激光器之间的同步性能较差而两对主从激光器间实现高品质的混沌同步, 因此满足双路激光混沌复用的条件; 两个主激光器之间的参数失配对它们之间的同步性能影响较大, 然而对配对主从激光器间同步性能的影响并不明显, 进一步说明参数失配方案的有效性和可行性. 另外, 通过自相关函数和频谱分别分析混沌复用信号的时域和频域特征, 发现双路激光混沌复用系统可提供更高的安全性.     

双通道高速数据采集处理平台的设计与实现

为满足数字式测向接收机对高速数据采集和处理的需求,研制了高速数据采集处理平台,该平台基于ADC12D1800RF模数转换器实现了两路1.35GHz中频信号的带通采样,以Xilinx公司V7系列FPGA为数据处理器,采用高速DDR3作为存储设备解决了海量数据存储问题,并通过高速串行接口（GTX/SRIO）实现了大容量数据的实时传输。该平台的测试结果为：1.8GHz采样率时有效位数大于8bit,DDR3存储器的工作主频可达1333MHz,GTX接口在10Gbps速率下工作时,其误码率小于10-9,上述测试结果表明该平台可以高速、准确地实现信号采集、数据传输、存储和处理,达到了预期设计目标。     

基于频带分解和距离加权的单矢量水听器浅海被动测距方法研究

本文针对浅海环境下中低频宽带脉冲声源被动测距问题, 提出了一种声压和水平振速联合处理的被动测距方法. 在浅海波导中, 声压和质点振速的自相关函数卷绕(warping)谱具有稳定的频率特征. 声压和水平振速的自相关卷绕谱具有相同的准线谱特征, 垂直振速自相关卷绕谱具有宽谱叠加线谱的特征, 与声压自相关卷绕谱相比, 其尖峰个数比更多, 且尖峰宽度更宽. 利用引导源, 本文提出了基于频带分解和距离加权的声压和水平振速联合被动测距方法. 利用该方法对2008年冬季青岛海域综合实验中单矢量水听器接收的气枪信号进行处理, 结果表明, 该方法能够实现气枪声源的有效测距. 与传统单声压水听器被动测距方法相比, 该方法可以有效减小代价函数的主瓣宽度、提高测距精度.     

高速线性光采样用被动锁模光纤激光器重复频率优化

线性光采样是一种测量基于先进调制码型的高速光信号的有效手段, 而被动锁模光纤激光器是其实施所需的关键组件. 本文在介绍线性光采样工作原理的基础上, 首次分析得到被动锁模光纤激光器重复频率与待测信号光线宽的约束关系, 对于正交相移键控(QPSK)信号, 当信号光线宽与采样光脉冲重复频率的比值小于1.5×10^-3 时, 高速信号的相位噪声对线性光采样带来的损伤可以忽略不计. 利用95.984 MHz重复频率的被动锁模光纤激光器对线宽为100 kHz速率为28 Gbaud的QPSK信号开展相关实验, 通过标准数字相干接收算法可以得到与传统高速示波器相同的星座图, 理论分析与实验结果完全符合. 这一研究结果有助于线性光采样用被动锁模光纤激光器的优化设计.     

分子表面随机采样分析法用于药物定量构效关系研究

考虑药物配基与蛋白质受体的3类非键作用模式,利用蒙特卡罗随机采样技术得到了一种分子结构性质表达方法:分子表面随机采样分析(RaSMS).同时,定义了蛋白质原子探针、虚拟受体可及表面、表面随机采样目标面积逼近法等多个相关概念,在理论和算法上对该法进行了可行性分析.在此基础上,对31个标准甾体化合物进行了定量构效关系(QS...     

动态测量数据的合理性检验方法研究

采样数据合理性检验,是数据处理中重要的一环,它的主要功能是鉴别采样数据中可能含有的异常值,并进行相应的机理分析与修复工作.本文从飞行器外测系统工程应用的角度出发,给出了两种简单易行的判断方法.     

Rounded data analysis based on multi-layer ranked set sampling

Observations of sampling are often subject to rounding, but are modeled as though they were unrounded. This paper examines the impact of rounding errors on parameter estimation with multi-layer ranked set sampling. It shows that the rounding errors seriously distort the behavior of covariance matrix estimate, and lead to inconsistent estimation. Taking this into account, we present a new approach to implement the estimation for this model, and further establish the strong consistency and asymptotic normality of the proposed estimators. Simulation experiments show that our estimates based on rounded multi-layer ranked set sampling are always more efficient than those based on rounded simple random sampling.     

一类不确定随机非线性系统的采样扩张状态观测器设计与观测误差的收敛性分析

实际系统中普遍存在各种干扰和不确定性因素,并且对控制系统的性能造成负面影响,因此设计对干扰和不确定性具有优异估计性能的观测器显得尤为重要.针对一类具有采样输出的不确定随机非线性系统,设计相应的采样扩张状态观测器用于在线估计不可量测状态和影响系统性能的随机总干扰.所估计的随机总干扰包含系统内部未建模动态、统计特性未知的外部有界噪声干扰以及不确定性因素的非线性耦合作用.在每个采样区间内,设计一个输出预估器用于估计实际输出,相应的输出估计值用于采样扩张状态观测器的设计.证明了所设计的采样扩张状态观测器对不可量测状态和随机总干扰的观测误差的均方收敛性.最后,一个具体仿真实例用于证实理论结果.