基于信息融合的醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)的研究與開發(fā)
發(fā)布時間:2021-06-14 09:25
醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)包括對設備的故障診斷、日常檢修以及管理,可以協(xié)助設備管理員和維修人員掌握設備的動態(tài)信息。本文以提高維修人員對設備機械故障的診斷成功率,分析研究了粒子群優(yōu)化算法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡以及信息融合在醫(yī)療設備的機械故障中的應用,設計并開發(fā)了醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng),以提升機械故障診斷的精確度,協(xié)助維修人員對設備故障做出進一步的判斷。利用UCI的設備信號數(shù)據(jù)集對實驗進行了驗證,本文主要的研究內(nèi)容如下所述:(1)本文針對機械故障信號存在的數(shù)據(jù)丟失、冗余以及噪聲等問題,提出了小波分析降噪和改進的PSO算法(粒子群優(yōu)化算法)。結(jié)合小波分析在處理信號數(shù)據(jù)時具有多尺度分析的特點,進而利用小波分析對機械故障信號行降噪處理;通過利用非線性函數(shù)替換隨機函數(shù)來減弱函數(shù)隨機性對最優(yōu)子集的影響,更加高效地提升了最優(yōu)特征子集的選取。最后通過對比改進PSO算法、原始粒子群算法以及IPSO(改進粒子群算法)的實驗結(jié)果,結(jié)果表明改進PSO算法在收斂性方面比其他二者有很好的提升,縮短了特征集的選擇時間,提高了最優(yōu)特征子集的選取效率。(2)本文針對設備機械故障診斷的問題,研究了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡以及信息融合的理論和...
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1論文的組織結(jié)構(gòu)??
浙江理工大學碩士學位論文?基于信息融合的醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)的研宄與開發(fā)??PSO算法的具體流程如圖2.?1所不。??初始化粒子的速度.位H???S???適應度函ft值計算??y??輸出敁優(yōu)解??GD??圖2.1?PSO算法流程圖??2.2信息融合概述??2.2.1信息融合的定義??信息融合又被稱為數(shù)據(jù)融合、傳感器信息融合或者多傳感器信息融合;信息融合過程??是對單個或多個信息源數(shù)據(jù)和信息進行關聯(lián)、整合,從而對倍息源數(shù)據(jù)獲収更加精確的定??位和估計,以及對態(tài)勢和重要程度進行仝面冇效評估的信息處理過程;在處理過程中足-??個不斷進行自我修正的過程,以便對獲得結(jié)果的改善。??信息融合技術概括為利用計算機技術對獲得的傳感器信息,在定義的信息融合規(guī)則下??進行自動分析、綜合處理,從而完成對傳感器信息的決策和評估任務。按照這-規(guī)定,估??息融合技術具有三大核心[36],即信息融合的硬件基礎傳感器系統(tǒng)、信息融合的加工對象多??源信息、以及信息融合的核心理論綜合優(yōu)化和信息整合[371。??2.2.2信息融合的層次結(jié)構(gòu)??信息融合技術依據(jù)對數(shù)據(jù)對象不同的融合過程,將信息融合分為像素級融合138]、特征??級融合[391、決策級融合[4G]三個等級。??(1)像素級融合??9??
浙江理工大學碩士學位論文?基于信息融合的醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)的研宄與開發(fā)??卜。d咖集群丨?^?I?c_——?I??O????o??I?Broker?Master2?|?|?Broker?Master2?|??圖2.8?RocketMQ部署結(jié)構(gòu)圖??2.3.4?Redis緩存數(shù)據(jù)庫??Redisl55^?Salvatore?Sanfilippo主導并使用ANSI?C語言開發(fā)的基于內(nèi)存存儲,可持久??化的日志型、支持Key-Value存儲方式的開源數(shù)據(jù)庫,支持每秒十幾萬級數(shù)據(jù)的存取操作,??并提供了對主流開發(fā)語言支持的API,其性能遠遠大于原始數(shù)據(jù)庫。Rcdis有三種主流的集??群配置方式,包括主從復制模式、哨兵模式、Cluster?集群模式%1。開發(fā)者在高并發(fā)的環(huán)境??中可選擇其中一種模式來保證數(shù)據(jù)的一致性。??主從復制模式,即主服務器自動將數(shù)據(jù)同步到從服務器,可以進行讀寫分離的服務器??部署,在Master-Slave同步期間,因為采用了高可用的設計原則,客戶端仍可對服務器發(fā)??起請求,Slave?Server以同樣的方式進行數(shù)據(jù)同步,在同步期間若有客戶端提交請求,服務??端只能返回同步之前的數(shù)據(jù),若主機在宕機前未同步從機的數(shù)據(jù),切換丨I5后會導致主從不??一致,降低了系統(tǒng)的可用性。??哨兵模式是在主從模式的基礎上繼續(xù)優(yōu)化,繼承了主從模式中可自由切換的特點,增??加了對主服務器的監(jiān)控,即哨兵會檢測主服務器是否正常工作,若發(fā)現(xiàn)主服務器出現(xiàn)宕機??時,會從剩余的從服務器屮選舉出新的主服務器,但是較難支持在線擴容。??Cluster集群模式是前兩種校式的染介休并在此基礎上要求所有的Redis節(jié)點之間采用??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于React技術的單頁APP的設計與實現(xiàn)[J]. 張志鵬,黃素娟,周永圣,王楠. 微型電腦應用. 2019(10)
[2]基于Redis的雙通道實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[J]. 徐鵬飛,齊剛,宋坤,馬馳源. 科學技術創(chuàng)新. 2019(25)
[3]基于改進D-S證據(jù)理論的滾動軸承故障診斷[J]. 張鋼,田福慶,梁偉閣,佘博. 海軍工程大學學報. 2019(04)
[4]基于LabVIEW的醫(yī)療設備故障智能診斷系統(tǒng)[J]. 張詩慧,種銀保,肖晶晶,趙鵬,晉雪旻. 儀表技術與傳感器. 2018(04)
[5]改進的粒子群算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡及應用[J]. 何明慧,徐怡,王冉,胡善忠. 計算機工程與應用. 2018(19)
[6]MATLAB環(huán)境下小波分析應用[J]. 羅海濤. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2017(28)
[7]應用SpringBoot改變web應用開發(fā)模式[J]. 張峰. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(23)
[8]基于CAN總線的醫(yī)療設備實時監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)設計實現(xiàn)[J]. 陳希霞,王文妍,劉慶春,孟曉東. 智慧健康. 2016(08)
[9]Redis集群性能測試分析[J]. 柳皓亮,王麗,周陽辰. 微型機與應用. 2016(10)
[10]大數(shù)據(jù)環(huán)境下多源信息融合的理論與應用探討[J]. 化柏林,李廣建. 圖書情報工作. 2015(16)
博士論文
[1]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[D]. 周津.吉林大學 2014
碩士論文
[1]基于RocketMQ的高可用分布式融合通信消息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 顏睿陽.中國科學院大學(中國科學院沈陽計算技術研究所) 2018
[2]基于信息融合的發(fā)動機故障診斷研究[D]. 曹亞鵬.哈爾濱理工大學 2017
[3]基于ReactJs的理財咨詢專家端系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 毛書豪.華中科技大學 2016
[4]基于RocketMQ的消息服務系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 張文杰.華中科技大學 2016
[5]基于時序圖規(guī)劃的交通信號控制方法研究[D]. 程宇.東北師范大學 2011
[6]基于多源信息融合的發(fā)動機故障診斷研究[D]. 嚴莉.中北大學 2010
[7]融合粒子群的全局優(yōu)化混合智能算法研究[D]. 李會榮.北方民族大學 2009
[8]卡爾曼濾波算法在GPS非差相位精密單點定位中的應用研究[D]. 祁芳.武漢大學 2003
本文編號:3229538
【文章來源】:浙江理工大學浙江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1論文的組織結(jié)構(gòu)??
浙江理工大學碩士學位論文?基于信息融合的醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)的研宄與開發(fā)??PSO算法的具體流程如圖2.?1所不。??初始化粒子的速度.位H???S???適應度函ft值計算??y??輸出敁優(yōu)解??GD??圖2.1?PSO算法流程圖??2.2信息融合概述??2.2.1信息融合的定義??信息融合又被稱為數(shù)據(jù)融合、傳感器信息融合或者多傳感器信息融合;信息融合過程??是對單個或多個信息源數(shù)據(jù)和信息進行關聯(lián)、整合,從而對倍息源數(shù)據(jù)獲収更加精確的定??位和估計,以及對態(tài)勢和重要程度進行仝面冇效評估的信息處理過程;在處理過程中足-??個不斷進行自我修正的過程,以便對獲得結(jié)果的改善。??信息融合技術概括為利用計算機技術對獲得的傳感器信息,在定義的信息融合規(guī)則下??進行自動分析、綜合處理,從而完成對傳感器信息的決策和評估任務。按照這-規(guī)定,估??息融合技術具有三大核心[36],即信息融合的硬件基礎傳感器系統(tǒng)、信息融合的加工對象多??源信息、以及信息融合的核心理論綜合優(yōu)化和信息整合[371。??2.2.2信息融合的層次結(jié)構(gòu)??信息融合技術依據(jù)對數(shù)據(jù)對象不同的融合過程,將信息融合分為像素級融合138]、特征??級融合[391、決策級融合[4G]三個等級。??(1)像素級融合??9??
浙江理工大學碩士學位論文?基于信息融合的醫(yī)療設備機械故障診斷系統(tǒng)的研宄與開發(fā)??卜。d咖集群丨?^?I?c_——?I??O????o??I?Broker?Master2?|?|?Broker?Master2?|??圖2.8?RocketMQ部署結(jié)構(gòu)圖??2.3.4?Redis緩存數(shù)據(jù)庫??Redisl55^?Salvatore?Sanfilippo主導并使用ANSI?C語言開發(fā)的基于內(nèi)存存儲,可持久??化的日志型、支持Key-Value存儲方式的開源數(shù)據(jù)庫,支持每秒十幾萬級數(shù)據(jù)的存取操作,??并提供了對主流開發(fā)語言支持的API,其性能遠遠大于原始數(shù)據(jù)庫。Rcdis有三種主流的集??群配置方式,包括主從復制模式、哨兵模式、Cluster?集群模式%1。開發(fā)者在高并發(fā)的環(huán)境??中可選擇其中一種模式來保證數(shù)據(jù)的一致性。??主從復制模式,即主服務器自動將數(shù)據(jù)同步到從服務器,可以進行讀寫分離的服務器??部署,在Master-Slave同步期間,因為采用了高可用的設計原則,客戶端仍可對服務器發(fā)??起請求,Slave?Server以同樣的方式進行數(shù)據(jù)同步,在同步期間若有客戶端提交請求,服務??端只能返回同步之前的數(shù)據(jù),若主機在宕機前未同步從機的數(shù)據(jù),切換丨I5后會導致主從不??一致,降低了系統(tǒng)的可用性。??哨兵模式是在主從模式的基礎上繼續(xù)優(yōu)化,繼承了主從模式中可自由切換的特點,增??加了對主服務器的監(jiān)控,即哨兵會檢測主服務器是否正常工作,若發(fā)現(xiàn)主服務器出現(xiàn)宕機??時,會從剩余的從服務器屮選舉出新的主服務器,但是較難支持在線擴容。??Cluster集群模式是前兩種校式的染介休并在此基礎上要求所有的Redis節(jié)點之間采用??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于React技術的單頁APP的設計與實現(xiàn)[J]. 張志鵬,黃素娟,周永圣,王楠. 微型電腦應用. 2019(10)
[2]基于Redis的雙通道實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究[J]. 徐鵬飛,齊剛,宋坤,馬馳源. 科學技術創(chuàng)新. 2019(25)
[3]基于改進D-S證據(jù)理論的滾動軸承故障診斷[J]. 張鋼,田福慶,梁偉閣,佘博. 海軍工程大學學報. 2019(04)
[4]基于LabVIEW的醫(yī)療設備故障智能診斷系統(tǒng)[J]. 張詩慧,種銀保,肖晶晶,趙鵬,晉雪旻. 儀表技術與傳感器. 2018(04)
[5]改進的粒子群算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡及應用[J]. 何明慧,徐怡,王冉,胡善忠. 計算機工程與應用. 2018(19)
[6]MATLAB環(huán)境下小波分析應用[J]. 羅海濤. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2017(28)
[7]應用SpringBoot改變web應用開發(fā)模式[J]. 張峰. 科技創(chuàng)新與應用. 2017(23)
[8]基于CAN總線的醫(yī)療設備實時監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)設計實現(xiàn)[J]. 陳希霞,王文妍,劉慶春,孟曉東. 智慧健康. 2016(08)
[9]Redis集群性能測試分析[J]. 柳皓亮,王麗,周陽辰. 微型機與應用. 2016(10)
[10]大數(shù)據(jù)環(huán)境下多源信息融合的理論與應用探討[J]. 化柏林,李廣建. 圖書情報工作. 2015(16)
博士論文
[1]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[D]. 周津.吉林大學 2014
碩士論文
[1]基于RocketMQ的高可用分布式融合通信消息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 顏睿陽.中國科學院大學(中國科學院沈陽計算技術研究所) 2018
[2]基于信息融合的發(fā)動機故障診斷研究[D]. 曹亞鵬.哈爾濱理工大學 2017
[3]基于ReactJs的理財咨詢專家端系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 毛書豪.華中科技大學 2016
[4]基于RocketMQ的消息服務系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 張文杰.華中科技大學 2016
[5]基于時序圖規(guī)劃的交通信號控制方法研究[D]. 程宇.東北師范大學 2011
[6]基于多源信息融合的發(fā)動機故障診斷研究[D]. 嚴莉.中北大學 2010
[7]融合粒子群的全局優(yōu)化混合智能算法研究[D]. 李會榮.北方民族大學 2009
[8]卡爾曼濾波算法在GPS非差相位精密單點定位中的應用研究[D]. 祁芳.武漢大學 2003
本文編號:3229538
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