结合多维泰勒网策略优化EKF-SLAM算法一致性的新方法研究

本文旨在非线性SLAM系统中设计一种改进的EKF-SLAM算法进行状态估计和构建一致性地图。通过引入多维泰勒网和第一估计雅可比矩阵方法,我们提出了一种新颖的估计算法,旨在提高系统的鲁棒性和构建地图的一致性。本研究首先介绍了多维泰勒网的基本原理,数学模型和EKF-SLAM算法的可观性分析,然后详细描述了改进的EKF-SLAM算法的设计和实现过程。我们通过仿真实验验证了该改进算法在非线性SLAM系统中的有效性和优越性,结果表明,该改进算法在对系统状态估计和构建一致地图方面有着很好的效果。

飞行器航迹倾角的自适应多维泰勒网控制

针对飞行器纵向模型的不确定性参数和随机干扰,研究了一类飞行器航迹倾角的自适应跟踪控制问题。在控制器设计过程中,将多维泰勒网(multidimensional Taylor network,MTN)的逼近特性和自适应backstepping方法相结合,利用MTN网络逼近未知光滑非线性函数,提出了一种新的自适应MTN控制方法。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的所有信号依概率有界,跟踪误差收敛到原点附近任意小的邻域。仿真结果表明,该方法能够在简化控制器设计的同时保证飞行器航迹倾角跟踪上预定轨迹。

MMC-RPC的多维泰勒网优化控制策略

为进一步解决铁路牵引供电系统中无功功率、负序电流和谐波失真率高等对电能质量的影响,将多维泰勒网(Multi-dimensional Taylor Network,MTN)优化控制应用于与模块化多电平换流器结合的铁路功率调节器(Railway Power Conditioner with Modular Multilevel Converter,MMC-RPC)。相比传统双闭环PI控制器,多维泰勒网控制器的优点在于抗扰动能力更强、鲁棒性更好和谐波失真率更低等。针对参数整定问题,将dq轴电流参考值与实际值之间误差平方的积分作为输出性能指标,并运用粒子群算法对MTN当中的参数进行优化。在MATLAB/Simulink软件中分别搭建了MMC-RPC采用MTN控制器和PI控制器的仿真模型,对电气化铁路中常见的一侧供电臂有机车负载和负载突变2种常见工况进行对比,验证了MTN控制器在MMC-RPC中的可行性和优越性。

维泰醇和紫杉醇抗肿瘤转移作用比较

目的观察维泰醇和紫杉醇对肿瘤细胞体外迁移能力以及血管内皮细胞管腔形成能力的影响,对它们的抗肿瘤转移能力进行比较,以证实维泰醇的抗肿瘤血管新生及抗肿瘤转移作用。方法采用SRB法,划痕试验,明胶酶谱法、ELISA、AO/EB染色法以及管腔样结构形成试验等方法观察比较维泰醇与紫杉醇的抗肿瘤转移能力。结果维泰醇对黑色素瘤细胞(B16F1)生长抑制率和致死率低于紫杉醇,维泰醇对黑色素瘤细胞迁移、MMP-2表达和对血管内皮细胞(ECV304)管腔形成的抑制能力略低于紫杉醇。结论维泰醇具有较强的抗肿瘤转移活性,虽然其抗转移能力弱于紫杉醇,但其低细胞毒特性依然有望成为新的抗肿瘤转移的药物。

维泰醇对小鼠淋巴白血病细胞促进凋亡的作用及其机制

维泰醇(alternol)是利用红豆杉树皮中一种微生物菌诱变株,经过发酵、纯化等工艺分离出的新型单体化合物。本研究探讨维泰醇对小鼠淋巴白血病(L1210细胞)的作用及其机制。采用MTT法检测维泰醇对细胞活力的影响,用形态学方法、DNA凝胶电泳和流式细胞仪检测细胞凋亡,以Western blotting法检测与凋亡相关蛋白的表达。维泰醇对L1210细胞的增殖有明显抑制作用;处理后的细胞表现出凋亡特有形态学改变,细胞凋亡比率的增加有时间依赖性;维泰醇能降低细胞线粒体跨膜电位(ΔΨm),增加细胞内活性氧(ROS)的水平,并引起细胞DNA发生片段化,形成典型的梯状条带;维泰醇能下调Bcl-2/Bax表达比率,并且上调caspase-3和caspase-9的表达,但是对caspase-8的表达没有明显的影响。维泰醇可能通过激活线粒体调控的凋亡通路诱导L1210细胞凋亡。

维泰醇对小鼠宫颈癌U_(14)细胞抗肿瘤作用的研究

目的:研究维泰醇对宫颈癌U14细胞的抑制增殖与诱导凋亡作用,以探讨维泰醇的抗肿瘤作用机制。方法:采用MTT法检测维泰醇对宫颈癌U14细胞增殖抑制率的影响;采用AO/EB双染色法观察细胞凋亡形态并计算其凋亡率;免疫细胞化学法检测U14细胞内Bcl-2,Bax、Survivin蛋白表达水平。结果:维泰醇对U14细胞增殖有明显的抑制作用,呈剂量及时间依赖性;维泰醇能引起细胞凋亡,并出现典型的凋亡形态。维泰醇下调U14细胞内Bcl-2、Survivin蛋白表达水平,上调Bax蛋白表达水平。结论:维泰醇可抑制宫颈癌U14细胞增殖并诱导细胞凋亡;维泰醇抗宫颈癌的作用机制可能与其下调Bcl-2、Survivin蛋白的表达及上调Bax蛋白的表达有关。

一类具有羊群效应的多重多维泰勒网动力学模型

含大量有主观判断力个体参与的系统,往往会表现出羊群效应的特点,现有研究方法主要从机理和个体角度展开,不适合建立整体模型.本文提出带间歇反馈的多重多维泰勒网动力学模型建模方法,适合建立含有羊群效应系统的整体优化模型.首先讨论了多维泰勒网和间歇反馈模型建立方法.然后研究了多重多维泰勒网的特性,并通过多重多维泰勒网调节羊群效应和系统长期趋势两个部分在系统中合理比重.最后给出了辨识模型参数的具体方法和步骤.应用实例的结果验证了带间歇反馈的多重多维泰勒网建模方法在实际应用中的可实现性,同时其拥有更好的预测精度.

维泰醇和紫杉醇对U_(14)细胞抗肿瘤作用的研究

目的:研究比较维泰醇和紫杉醇对宫颈癌U14细胞抗肿瘤的作用,及维泰醇抗宫颈癌作用的特点及机制。方法:采用MTT法、AO/EB染色法及免疫细胞化学法等观察、比较维泰醇及紫杉醇抑制宫颈癌细胞增殖及诱导凋亡的能力。结果:二者均能显著抑制U14细胞的增殖,维泰醇抑制U14细胞增殖的能力低于紫杉醇。维泰醇、紫杉醇对U14细胞48h的IC50值分别为7.02μmol.L-1、0.71μmol.L-1。7μmol.L-1的维泰醇与0.7μmol.L-1的紫杉醇诱导宫颈癌U14细胞凋亡的能力相当。二者下调宫颈癌U14细胞内Bcl-2表达的能力相当,但7μmol.L-1维泰醇下调Bax表达的能力稍弱于0.7μmol.L-1紫杉醇。结论:维泰醇及紫杉醇均可抑制宫颈癌U14细胞增殖并诱导其凋亡,而维泰醇因其较低的细胞毒性及成本低廉有望成为新的抗肿瘤药物。

基于间歇反馈多维泰勒网的动力学模型

具有羊群效应的系统,因为结构复杂,内部要素互相影响,参与其中的人类行为难以预测而不易建立整体模型.本文提出建立间歇反馈多维泰勒网动力学模型方法,通过叠加的死区函数模拟了羊群效应中从众心理对系统产生的间歇反馈,结合多维泰勒网建立了适合普遍系统的一般动力学方程.该方法区别于以往羊群效应的以个体研究为出发点,通过系统对外表征的数据波动建立了含有羊群效应的整体模型.实例结果表明,这种基于间歇反馈多维泰勒网的动力学建模方法是可行和有效的.

基于多维泰勒网的自适应混沌时间序列多步预测

提出了一种新的混沌时间序列预测方法——多维泰勒网方法.该方法不以相空间重构方法中嵌入维数和时间延迟这两个关键参数的选取为前提,无需系统的先验知识和机理,仅根据已知的时间序列样本,通过多维泰勒网模型获得n元一阶多项式差分方程组,进而得到能反映非线性系统动力学特性的多维泰勒网动态模型.在此基础上提出了基于多维泰勒网的自适应多步预测方法,通过数据窗口的滑动自适应建模,实现对混沌时间序列的多步预测.将该方法应用于Lorenz混沌时间序列的一步和多步预测,均方误差分别达到2.56×10-5和2.76×10-3.仿真结果表明,该方法可以对混沌时间进行有效预测,且具有较高的预测精度.

基于最优结构多维泰勒网的含噪声非线性时变系统辨识

针对具有噪声干扰的非线性时变系统建模时存在的困难,建立了一种具有最优结构和最佳泛化能力的多维泰勒网模型,以实现对该系统的辨识.首先,为了能够快速反映系统输入/输出的变化,以多维泰勒网的连接权系数作为时变参数,并由带可变遗忘因子的递推最小二乘算法对其进行训练,进而讨论了辨识方案的稳定性.然后,为了避免维数灾难并满足实时性要求,给出了选择多维泰勒网有效回归项的改进权衰减法,以使多维泰勒网同时具有最小结构和最佳的泛化能力.最后,通过算例说明基于最优结构的多维泰勒网在含噪声非线性时变系统辨识问题中应用的方法,算例结果验证了该方法的有效性.

维泰醇对人黑素瘤细胞增殖及黑素生成的影响

目的:研究维泰醇(alternol)对人黑素瘤细胞A375的增殖及黑素生成的影响。方法:不同浓度(0、0.3、0.6、1.5、3.0和4.0μg/ml)的维泰醇作用于A375细胞24h或48h,以MTT法观察药物对细胞增殖的抑制率。用台盼蓝拒染法测定药物作用后细胞存活率的变化,用Giemsa染色法在普通光镜下观察维泰醇对A375细胞形态的影响,用氢氧化钠裂解法测定维泰醇对A375细胞黑素生成的影响,用多巴氧化法测定其对酪氨酸酶活性的影响。结果:经维泰醇作用24h或48h后,细胞生长受到明显抑制,并呈时间和浓度依赖性。维泰醇作用后,在普通光镜下观察Giemsa染色结果,发现A375细胞出现很多树突状分支,且随着药物浓度的增大,分支越来越明显。维泰醇作用于A375细胞后,细胞内和细胞外的黑素含量明显增加,酪氨酸酶活性也呈现上升趋势。结论:维泰醇可抑制人黑素瘤A375细胞增殖,药物作用于细胞24h后,对细胞存活率有明显抑制作用。维泰醇能浓度依赖性地增加细胞中黑素生成和酪氨酸酶活性。

探讨建立抗癌新药“维泰醇”小鼠模型

目的为研制筛选抗癌新药维泰醇建立适宜的动物模型。方法将有生物学活性的癌细胞接种于不同种小鼠，逐日观察、记录致瘤情况和死亡时间。结果L1210细胞腹腔接种于DBA-2、BDF-1、CDF-1、C57BL/6J和昆明鼠（KM）小鼠共86只，接种量（1×10^4-1×10^6）个/只；其中DBA-2、BDF-1和CDF-1小鼠的致瘤率为100.0%，C57BL/6J和昆明鼠（KM）的致瘤率为0。B16细胞腋窝皮下接种BDF-1小鼠20只，接种量〉1×10^6个/只，致瘤率为95.0%。MGC-803细胞腋窝皮下接种于BALB/C裸鼠，接种量（5×10^6）个/只，致瘤率为100.0%。HL（对照细胞）和Z-HL16C细胞腋窝皮下接种BALB/C裸鼠6只，接种量（5×10^6）个/0.2ml.部位，致瘤率为100.0%。结论用L1210、B16、MGC-803和Z-HL16C细胞成功制备了相应的荷瘤小鼠模型，为下一步体内药效研究打下了良好基础。

无风干扰下面对称巡航导弹飞行的多维泰勒网优化控制与仿真

为了提高导弹的高精度指标,采用计算机仿真技术建立面对称巡航导弹模型,对于导弹性能的研究具有重要的意义。提出了在无风干扰下面对称巡航导弹飞行的多维泰勒网优化控制方案,首先建立导弹的全通道六自由度仿真模型,采用多维泰勒网优化算法设计控制器,运用单纯形法优化控制器参数。分析比较PID优化控制器、滑模优化控制器和多维泰勒网优化控制器对无风干扰下导弹飞行姿态的控制效果。仿真结果表明,多维泰勒网优化控制器在三者中具有最好的控制效果。

新型抗癌单体化合物维泰醇的发酵工艺

目的对从红豆杉树皮中分离、选育到的1株高产紫杉醇菌种发酵生产新型单体化合物维泰醇（altemol）的发酵工艺进行研究。方法用摇瓶发酵对培养基成分进行单因素、正交设计实验，筛选出合理的基础培养基配方；用5L罐发酵确定最佳发酵pH值、通气比等；用50L罐发酵确定放大工艺。结果确定维泰醇的发酵工艺为碳和氮的质量比为40：80、pH值在6．2～7．2之间、发酵液体积与单位时间内通入空气的体积比（通气比）为1．0：1．2、溶解氧质量分数（DO）值不得低于起始溶解氧质量分数的10％、比生长速率为10％。50L罐发酵产量可达420mg·L^-1。结论控制比生长速率10％是工艺放大过程中的关键控制参数。

基于多维泰勒网的多入多出非线性时滞系统辨识

针对多入多出(multiple input multiple output,MIMO)非线性时滞系统辨识的准确性与实时性问题,提出基于多维泰勒网(multi-dimensional taylor network,MTN)的辨识方案。MTN作为辨识模型,综合利用权剪枝(weight-elimination,WE)算法和共轭梯度(conjugate gradient,CG)算法,即WE-CG算法作为MTN辨识模型的学习算法;WE算法可以有效精简MTN辨识模型结构,从而降低计算复杂度、提高模型实时性能。最后,引入一个数值仿真例子和一个工程实例来验证所提辨识方案的有效性,同时与传统的MTN辨识方案作对比,给出了两者的准确性与复杂度分析,突出所提辨识方案的准确性与实时性。实验结果表明,所提方案能够准确地对MIMO非线性时滞系统进行辨识。同时,相比传统的MTN辨识方案,所提辨识方案结构更精简,具有更低的算法复杂度。

维泰醇对人骨肉瘤移植荷瘤裸鼠肿瘤生长的抑制作用及对Akt/GSK3信号通路的影响

目的:探讨维泰醇对人骨肉瘤移植荷瘤裸鼠肿瘤生长的抑制作用及对丝苏氨酸蛋白激酶(Akt)/糖原合酶激酶3(GSK3)信号通路的影响。方法:将30只BALB/c-nu品系裸鼠分为3组:正常对照组、环磷酰胺组(25 mg·kg^(-1))和维泰醇组(150 mg·kg^(-1)),每组10只。用培养的U-2OS细胞注射到裸鼠右胫骨骨髓腔内制备U-2OS荷瘤裸鼠模型,造模成功后环磷酰胺组和维泰醇组灌胃给予相应药物,正常对照组给予等量生理盐水,1次/d,给药周期为4周。末次给药次日,处死裸鼠,完整剥离出原位瘤块,计算抑瘤率,检测瘤块组织中相关蛋白表达水平及细胞凋亡情况。结果:与正常对照组比较,环磷酰胺组和维泰醇组瘤块重量、N-钙黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(vimentin)、纤维连接蛋白(fibronectin)、p-Akt、磷酸化糖原合酶激酶3(p-GSK3)和锌指转录因子(Snail)蛋白表达水平降低,抑瘤率、上皮细胞钙黏蛋白(E-cadherin)蛋白表达水平和细胞凋亡率增加(P<0.05);与环磷酰胺组比较,维泰醇组瘤块重量、N-cadherin、vimentin、fibronectin、p-Akt、p-GSK3和Snail蛋白表达水平增加,抑瘤率、E-cadherin蛋白表达水平和细胞凋亡率降低(P<0.05);各组Akt和GSK3蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论:维泰醇可能通过Akt/GSK3信号通路抑制上皮-间质转化(EMT)并降低骨肉瘤细胞的侵袭能力,促进骨肉瘤细胞凋亡。

具有噪声干扰的非线性时变系统多维泰勒网辨识和控制

针对含噪声不确定非线性时变系统,提出一种基于多维泰勒网(MTN)稳定的自适应控制方案,其中3个MTN分别被用来实现非线性滤波、系统辨识与自适应控制.首先,MTN滤波器(MTNF)用来消除测量噪声,以得到无随机干扰的模型输出.然后,MTN辨识器(MTNI)用来表示系统动态映射且比传统神经网络泛化能力更强.而后,MTN控制器(MTNC)用来实现系统精确跟踪控制,其中时变被控对象由MTNI辨识并将其动力学特性信息实时提供给MTNC使其"光滑"自适应.此外,利用改进的灵敏度计算方法来剪除MTNI和MTNC的冗余输入和冗余中间层回归项.最后,证明基于MTN的闭环系统稳定性,并给出最优学习率以期实现快速学习.仿真结果表明,该方法具有精确的辨识能力、良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力,可实现含有不确定性、随机因素和时变特性的非线性系统自适应实时控制.

海洋石油钻井平台动力定位的多维泰勒网优化控制

海洋中存储着大量的石油资源,随着陆地石油储量的快速减少,研究海洋石油开采技术具有重要的现实意义。提出了在风、浪、流干扰下钻井平台动力定位的多维泰勒网控制方案。首先建立钻井平台纵荡、横荡、艏摇三自由度的非线性数学模型以及环境干扰模型;然后分析并设计PID控制器、反步法控制器以及多维泰勒网优化控制器;最后搭建Matlab仿真平台,对模型进行仿真。结果表明,在相同条件下,多维泰勒网的控制效果是最好的。

基于多维泰勒网的运载火箭鲁棒自适应控制

针对运载火箭主动段飞行过程中的参数时变及存在弹性振动、液体推进剂晃动和风干扰等不确定性和非线性问题,提出了一种基于多维泰勒网(MTN)的直接鲁棒自适应控制方案。基于鲁棒自适应控制技术,通过多维泰勒网可以逼近任一非线性函数的性质,实时逼近时变参数模型的理想控制输出。对比通过实验的方式获得某些特征时刻运行参数,再根据稳定裕度设计控制器的传统方案,该MTN方案具有成本小、控制精度高等优点。采用MATLAB/Simulink仿真技术搭建运载火箭全量仿真模型,通过额定实验和鲁棒实验,综合分析、比较了传统PD控制器和多维泰勒网控制器的控制性能。仿真结果表明,多维泰勒网鲁棒自适应控制器具有更好的控制效果。