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基于功能性电刺激无支撑站立姿态控制环的设计和研究
研究的目的在于实现功能性电刺激中瘫痪患者功能性站立的仿真.通过对人体站立姿态进行动力学分析,利用优控制理论,以脚部受地面作用力点到踝关节的距离及控制力矩取极小值为优控制准则,建立并优化被控制模型,设计优控制器;以一参考输入为随机曲线的比例微分控制器模拟截瘫患者完好上身的活动,利用优控制器和卡尔曼状态观测器,构建整个控制系统;以一名身高162 cm、体重55 kg的中国青年男性为样本,利用线性二元回归法计算仿真所需数据,对整个控制系统进行仿真研究.仿真结果表明,截瘫患者腿部肌肉只需要提供较小的力矩便可以维持身体平衡,因而在理论上截瘫患者在不需要双臂辅助的条件下,能够站立较长时间.
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自动机械通气的优控制研究
目的:研究一种方法使呼吸机通气量保持在适当的范围内,用以改善机械通气质量.方法:利用MATLAB仿真工具建立仿真模型,在总结大量临床实践经验的基础上,利用遗传算法和模式搜索算法寻找优的呼吸机参数向量.结果:应用优控制算法之后,呼吸机的各生理参数得到显著改善.结论:该自动机械通气优控制算法不仅可有效维持血酸水平,提高血氧含量,而且有效避免了气压伤等机械通气损伤并发症的发生.
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排队论模型M/D/c在医疗服务系统中的应用
排队论(queuing theory),又称随机服务系统理论,是通过研究各种服务系统在排队等待现象中的概率特性,从而解决系统优设计与优控制的一门学科,是运筹学的一个重要分支.
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健康投资、消费与消费者理性决策
目的:随着经济的高速发展,消费者收入普遍得到增长,但是其健康状况并没有得到相应改善,因此,研究消费者如何在消费和健康投资之间进行理性决策具有重要的现实意义.方法:根据优控制模型,分析了不确定条件下的消费者优的健康投资路径.结果:从外部环境来看,一旦降低健康投资的成本和市场利率,则能够增加消费者的健康投资水平;从消费者自身来看,如果消费者的初始健康水平越高,则越有动力进行健康投资;同时,如果消费者健康退化程度越快,对未来的预期越高,也会提高其健康投资水平.结论:为了提高全民的健康水平,提高消费者健康投资的动力,一方面需要利用补贴进行外部刺激,另一方面也要通过健康教育等提高消费者的健康认知.
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寿命不确定条件下的消费者健康投资分析
目的：将健康资本作为重要的人力资本组成部分，讨论动态情况下健康投资的路径和稳态均衡。方法：依据Grossman的健康资本理论，将健康带给消费者的收益界定为货币收益和心理收益，利用优控制理论对健康投资的优路径进行了研究；结果：消费者的优健康投资路径中具有唯一的一条鞍点均衡，并且该均衡状态具有稳定性和唯一性；结论：消费者的效用大化取决于消费者对未来生活的主观判断，作为理性的消费者，考虑到健康风险随年龄的递增而逐步增加，应加大健康投资的力度，实现终生效用的大化。
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肌肉共同收缩对手臂屈伸运动末端阻抗的影响
目的 阻抗控制在稳定性控制中起着重要的作用,以手臂屈伸运动为对象建模来研究人体的阻抗控制规律,从而为更高层次的运动认知与工具使用奠定基础.方法 对现有的人体运动控制进行了改进,运用神经肌肉骨骼模型及优控制方法推导出共同收缩阻抗,并对仿真结果与原模型和实验数据进行了对比.结果 从对比图中可以看出,所给模型修正了原有模型刚度椭圆单调变化的不足,与实验数据更加吻合.结论 即使在手臂平面自由运动中,肌肉共同收缩对阻抗也有贡献.
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治疗糖尿病酮症酸中毒的药物佳滴注问题研究
基于现代医学知识并结合有关数学方法,通过血糖调节系统的数学模型,应用优控制理论研究了连续注射胰岛素治疗糖尿病酮症酸中毒(DKA)的佳滴注问题.
