基于改进BET算法的MR颅脑图像脑组织自动提取

为稳定地自动从MR颅脑图像中提取脑组织,在经典的BET算法(brain extraction tool)的基础上提出了一种改进算法。该算法简化了BET中用来保持曲线光滑的平滑力,改进了BET中将曲线演化到脑组织边界的扩张力,引入了图像梯度的作用使曲线在脑组织内部演化快,在脑组织边界演化慢从而得到更好的结果。改进算法对100个临床病例的真实MR图像进行处理都得到理想的结果,相比之下BET算法有8例不成功。可见改进算法在处理真实MR图像时比经典BET算法更为稳定。

基于虚拟仪器技术的布里渊自动探测系统设计

将虚拟仪器技术与受激布里渊散射理论相结合,提出一种新型的布里渊散射自动探测系统。利用功能强大的Lab-VIEW作为软件设计平台,对各种仪器进行实时精确的控制。设计了各个系统单元的LabVIEW控制程序以及部分硬件电路,测量并分析在不同深度下,ICCD接受到的受激布里渊散射回波信号的变化情况,提出了一种新型的探测系统,并对探测系统给出了详细的理论分析。新型的受激布里渊探测系统能有效地解决实验中人为因素造成的误差,提高了探测的深度和探测精度。

基于局部均值和标准差的图像增强算法

针对传统图像局部增强算法,提出一种基于图像局部均值和标准差增强图像细节的算法。采用局部均值和标准差限定的方法,使低对比度和较暗的区域得到相应增强,对高对比度和较亮的区域保持不变。实验结果表明,该算法能够有效地增强低对比度低灰度的区域而保持其他区域不变,为图像的进一步处理提供满意的结果。

一种二元光学元件阵列微芯模的工艺设计研究

提出一种二元光学元件微型芯模的工艺设计方法,该方法利用了数字调制器件(DMD芯片)的空间光调制特性。首先通过编程设计出二元光学器件的相关软件,以实现菲涅耳透镜、达曼光栅、龙基光栅等各种矢量图形,经过14倍精缩光学系统,将由DMD芯片生成的二元光学器件图像成像在涂有光刻胶的基板上。经显影、定影和坚膜后,再利用电化学蚀刻,得到一种二元光学阵列的微芯模。这种二元光学的芯模制作方法可以方便、高效、低成本地用于制作微光学器件。

飞秒脉冲在高非线性光纤中产生超连续谱的特性

采用分步傅里叶方法,对飞秒脉冲在高非线性光纤中超连续谱(SC)的形成过程进行了研究,分析了脉冲峰值功率,脉冲宽度及初始频率啁啾对超连续谱特性的影响。结果表明,脉冲峰值功率、脉冲宽度以及初始啁啾对超连续谱的形成有着极其重要的影响;当脉冲峰值功率逐渐增大,超连续谱随之愈宽(-20 dB处谱宽从170 nm展宽到400 nm以上),平坦度愈好。与之相反,脉冲宽度逐渐增大,超连续谱展宽范围减小,其平坦度也逐渐劣化;初始负啁啾有利于脉冲SC谱的展宽而正啁啾使脉冲SC谱的展宽受到一定抑制。进一步研究表明,适当的峰值功率超短啁啾脉冲在高非线性光纤传输时,得到没有泵浦成份残余的超宽且平坦超连续谱。

某型飞机主起落架支柱外筒头部枢轴疲劳损伤的声发射监测

某型飞机全尺寸机体疲劳试验过程中的无损检测和声发射(AE)监测对该型飞机疲劳定寿、确定修理周期及未来改进型疲劳细节设计起着十分关键的作用。起落架地面载荷试验是疲劳试验的重要组成部分,需要声发射监测的区域包括起落架梁和上、下枢轴等关键部位。针对试验过程的强冲击和强噪声干扰,作者利用声发射信号参数的趋势分析、基于时域和频域的滤波技术、相关分析方法和基于空间的滤波技术,实现了对这些目标的实时监测并成功地监测出上、下枢轴磨损等故障。

提高混凝土结构成像质量的技术研究

超声检测中,发现使用的商用超声传感器工作在谐振频率时会产生余振,为此,提出一种基于数字滤波的补偿方法,对传感器的频响特性进行有效补偿,抑制余振产生;而在使用低频信号检测时,表面直达波与浅层目标的反射信号常常又交叠在一起,有时很难分辨,影响了检测分辨力,因而开发了一种波包分解程序,找出各个波包的位置.将表面直达波与反射波分离开,消除表面直达波的干扰。在成像实验中使用这两种方法发现,不仅余振基本得到抑制,目标反射信号可以得到"复现",而且还可以完全分离并去除表面直达波,最后给出了实验成像结果,可以看出明显的效果。

OPC技术在水厂生产过程控制系统的应用研究

利用OPC接口技术实现了Siemens WinCC组态软件与其他应用程序之间动态数据的交换,利用PC机丰富的软件资源扩充了工控组态软件的功能,从而实现对复杂工业过程的先进控制。并给出了基于OPC的COM接口的客户端软件开发的实现方法,为企业生产管理信息化打下基础。

生物医学工程专业实践性教学的创新性研究

实践性教学是高校培养复合型人才的重要手段,本文结合生物医学工程专业的教学特点,从实践性教学对创新教育、动手能力、人才培养发挥支撑作用出发,建立了多元化实践性教学模式。丰富了实践性教学内涵,提高了人才培养质量。

应用超声多区聚焦技术检测大厚度电子束焊缝

采用多区聚焦超声检测技术检测结构件的大厚度电子束焊焊缝。通过人工缺陷上检测灵敏度试验,结果表明:厚70mm以内检测灵敏度可以达到0.4mm平底孔且信噪比达到9dB以上,完全满足超声可检性的要求;水浸法平探头检测和接触法纵波检测的信噪比差,均不如多区聚焦检测,无法满足超声可检性要求。对于厚度为60mm的电子束焊缝,多区聚焦检测能检测出0.4-15dB的小缺陷,优于射线照相检验的灵敏度。因此多区聚焦检测技术是大厚度电子束焊缝质量评价的有效工具。

制导炸弹发射区研究

基于小型制导炸弹(炸弹+制导)气动特性、动力学方程、制导律、目标运动模型及发射区计算等飞行数值仿真模型与算法,在炸弹发射状态一定的情况下,通过不同的炸弹轨迹倾角、偏航角和目标运动的组合,仿真计算了大量的发射区。利用仿真软件C++与M atlab,能够较为直观地比较目标在运动状态不同情况下制导炸弹的发射区和6-DOF飞行轨迹。所得结论可为制导炸弹精确打击目标提供依据,提高了制导炸弹的作战性能。

色散渐减光纤中超连续谱产生的数值模拟及优化

从脉冲在光纤中传输所遵循的广义非线性薛定谔方程出发,通过数值模拟对色散渐减光纤产生超连续谱(SC)进行了研究.结果表明:色散渐减光纤的色散斜率k、色散参量D0、参量L0和R及脉冲的峰值功率、脉冲宽度对SC谱的产生有着极其重要影响;在色散渐减光纤产生超连续谱的过程中,三、四阶群速度色散甚至更高阶群速度色散对超连续谱的影响完全可以忽略,但高阶非线性效应对SC谱的产生影响很小;计算表明对光纤和脉冲的各参量进行优化选择后,可以获得宽而平坦的超连续谱.

模糊PID控制废水pH值研究

废水处理具有时滞性、非线性以及数学模型难建立等特点,传统控制方法难以对控制对象——pH值起很好的控制效果,并造成反复处理,浪费人力物力。这里介绍一种模糊控制与PID控制相结合的方法,以解决控制中的难点——时滞性和非线性等问题。并简要介绍废水自动加药系统的构成及模糊PID控制在废水处理过程中的应用。通过采用模糊PID实现对pH值较好的控制,增强控制系统稳定性和抗干扰能力,提高污水处理质量,降低处理开支。

基于改进平衡法的直升机降阶H_∞控制器设计

直升机控制器的阶数往往较高,在保证闭环性能的情况下如何尽可能地降低控制器阶数,是有待解决的问题。首先提出一种改进的平衡法,将它与奇异值分解法结合应用于UH-60A直升机17阶线性化标称模型的25阶H∞控制器,与遗传算法、Schur均衡实现法和最优Hankel-范数法相比,提出的方法有更好的降阶效果。

基于超声红外的电子白板硬件电路设计和定位算法研究

本文针对基于超声红外的电子白板系统结构和原理进行探讨和研究。重点解决了发射接收电路的设计及软件编程,用单片机产生驱动超声波传感器和红外线传感器的脉冲波形。同时还详细研究了超声红外电子白板系统的定位原理。

水中受激布里渊散射阈值的研究

在对水中受激布里渊散射阈值的研究中,针对传统定义上的不足,提出一种新的定义和新的测量方法。测量了不同能量的光束在不同长度的水介质中传输,在宽线宽和窄线宽情况下水的衰减系数。通过水的衰减系数的变化来确定不同情况下受激布里渊散射的阈值。试验发现,水中的受激布里渊阈值在理想稳态和理想瞬态下是一个常数,只与泵浦激光和介质属性有关,和介质长度无关;在中间情况下,受激布里渊阈值是否与介质长度有关,还要根据具体情况来分析。

高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的数值研究

基于广义非线性薛定谔方程,通过数值计算对高非线性光纤正常色散区产生超连续谱进行了研究.结果表明,抽运脉冲的峰值功率、脉冲宽度以及脉冲初始啁啾对该光纤正常色散区超连续谱的形成有极其重要的影响;在高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的过程中,三、四阶群速度色散甚至更高阶群速度色散对超连续谱的影响完全可以忽略,但与其他高非线性效应相比,自陡峭效应对超连续谱产生的影响更为明显.高功率超短光脉冲在高非线性光纤正常色散区,得到了没有泵浦成份残余、-20dB谱宽达400nm以上而频谱强度起伏小于10dB的超宽而平坦超连续谱.

石蜡驱动器感应加热耦合场的数值模拟

结合实验结果,应用改进的ANSYS软件,采用一维轴对称模型对石蜡热膨胀驱动器中频感应加热温度及其分布进行了数值模拟。介绍了正弦电流感应加热中电磁-热耦合分析的数学模型和分析步骤,石蜡的固-液相转变分析和玻璃有效导热系数处理。结果表明,数值模拟算法是非常有效的,模拟结果与实验测试结果具有非常好的一致性。

2维电感加载和电容加载传输线介质板中的隧道效应

分析了平面电压波与一对2维电感加载传输线和电容加载传输线介质板的相互作用,在共轭匹配的条件下,推导出了传输线介质板内外的电压分布,并着重讨论了倏逝波和传播波波数的取值方法。仿真结果显示,这对介质板前面的电压幅度和相位与后面的电压幅度和相位是相同的,这说明了电压波的每一个空间傅里叶成分,包括电压传播波和电压倏逝波,能够完全通过这对共轭匹配板,表明在板中存在很强的隧道效应。

三自由度直升机的嵌入式控制系统

实验室配备的三自由度直升机采用PC机+运动控制卡的控制方案,该方案偏离了真实直升机的飞行控制系统方案。为此,采用ARM+μC/OSII设计了三自由度直升机的嵌入式控制系统。由外接的飞行摇杆给出三自由度直升机平台姿态角的指令信号,通过以EasyARM1138为核心的嵌入式控制系统,采用闭环反馈的数字PID控制,实现了对三自由度直升机俯仰角和横侧角的精确控制,并可模拟真实飞机的"辅助操纵"、"全自动驾驶"、"改平"3种工作模式。