学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

植物电信号特性分析与处理研究

作　者: 李峤
导　师: 王兰州
学　校: 中国计量科学研究院
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 植物电信号时 频域分析 小波分析 ARIMA 模型 神经网络 拟合与预测
分类号: Q947.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 266次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本研究于2004-2006年首次对菊花、大丽菊、瓜叶菊、雏菊和茼蒿等5种菊科植物以及木犀科植物桂花的韧皮部、形成层和木质部的电信号进行了较为系统的监测研究。就所获取的大量植物电信号数据采用时域分析、频域分析、小波分析、ARIMA模型和人工神经网络等5种方法进行了综合分析与处理，初步建立了植物→电信号获取→计算机信息数据处理→植物电信号特征分析、预报系统。得出的具有重要意义的结果是：1．进一步确定了菊花等5种菊科植物以及木本植物桂花韧皮部、形成层和木质部电信号的幅值主要处于μV量级，均方值大致在10-5-1mV2之间，功率谱均分布在低于1Hz的频段，是一种微弱低频信号，这是今后进一步深入研究的重要基础。2．首次建立了形如y=f（m，t）c+g（m，t）的桂花形成层电信号和韧皮部、木质部电信号的关系模型。简单阐述了模型的生物学意义，为植物学中木本植物茎秆增粗增长生长新增了数学逻辑表征。3．选择db3小波基函数对上述各植物电信号作3尺度小波分解并重构各层系数。随着尺度的改变，植物电信号的各细节成分被分解突现出来。细节系数与植物电信号中的噪声相关。低频尺度（近似系数）反映了植物电信号的主要特征，高频尺度（细节系数）反映了植物电信号的突变点。通过对细节系数的分析，可以精确检测出植物电信号中动作电波出现的位置。此外，尝试采用小波软阈值消噪法对采集到的植物原始电信号进行了消噪处理并取得了不错的效果。4．第一次成功地获得了多种植物电信号在ARIMA模型分析中良好的拟合、预测效果。初步实现了径向基函数（RBF）神经网络对植物电信号的时间序列拟合与预测，结果表明RBF网络对学习样本的内符检验效果很好，拟合误差极小，并分析了改进网络外推检验（预测）效果的方法。

全文目录


中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
绪论  11-19
  一、植物电信号研究的起源、发展及现状  11-12
  二、植物电信号的概念及其产生  12-13
  三、植物电信号的种类及其传递  13-15
  四、植物电信号与生理效应  15
  五、植物电信号的特点及其提取与处理方法  15-18
  六、植物电信号在生产生活中的应用  18
  七、本研究的背景及意义  18-19
第一章 研究材料与方法  19-32
  1.1 材料  19
    1.1.1 草本植物  19
    1.1.2 木本植物  19
  1.2 植物电信号采集与处理的硬件系统设计  19-20
    1.2.1 生物机能实验系统  19-20
    1.2.2 测试电极  20
    1.2.3 铜网屏蔽箱与铜网屏蔽室  20
    1.2.4 干湿计  20
    1.2.5 计算机  20
  1.3 植物电信号的采集方法  20-22
  1.4 植物电信号的分析与处理方法  22-32
    1.4.1 时域分析及其原理  22-23
    1.4.2 频域分析及其原理  23-24
    1.4.3 小波分析及其原理  24-27
    1.4.4 ARIMA参数模型及其原理  27-30
    1.4.5 人工神经网络及其用于时间序列拟合预测的原理  30-32
第二章 植物电信号分析处理的结果与讨论  32-73
  2.1 植物电信号的时域分析结果与讨论  32-40
    2.1.1 5种菊科植物电信号的时域波形及统计参数  32-35
    2.1.2 木本植物桂花电信号的时域波形及统计参数  35-37
    2.1.3 木本植物桂花韧皮部、形成层和木质部电信号的关系模型  37-40
  2.2 植物电信号的频域分析结果与讨论  40-46
    2.2.1 5种菊科植物电信号的功率谱估计  40-44
    2.2.2 木本植物桂花电信号的功率谱估计  44-46
  2.3 植物电信号的小波分析结果与讨论  46-55
    2.3.1 5种菊科植物及桂花植物电信号的小波分解重构结果与讨论  46-51
    2.3.2 5种菊科植物及桂花植物电信号的小波消噪结果与讨论  51-55
  2.4 植物电信号的ARIMA模型分析结果与讨论  55-62
    2.4.1 5种菊科植物及桂花植物电信号的ARIMA模型  56-61
    2.4.2 ARIMA模型应用于植物电信号的短期预测  61-62
  2.5 植物电信号的人工神经网络分析结果与讨论  62-72
    2.5.1 人工神经网络用于植物电信号时间序列的拟合  62-69
    2.5.2 人工神经网络用于植物电信号时间序列的预测  69-72
  2.6 植物电信号与传统生物医学信号的比较  72-73
第三章 结论与展望  73-77
  3.1 结论  73-75
  3.2 展望  75-77
参考文献  77-85
发表论文和参加科研情况说明  85-86
附录一  86-92
附录二  92-114
致谢  114

相似论文

  1. 基于巨磁阻抗效应磁测传感器及地磁匹配算法研究,P318
  2. 天然气脱酸性气体过程中物性研究及数据处理,TE644
  3. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  4. 油漆焦油基单颗粒危险废物热解和燃烧特性的实验研究,X705
  5. 粉末活性炭—超滤工艺处理微污染地表水试验研究,X703
  6. 压气机优化平台建立与跨音速压气机气动优化设计,TH45
  7. 调频式电容位移传感器高速测频与非线性校正技术研究,TH822
  8. 陀螺稳定吊舱控制系统稳定回路设计与研究,V241.5
  9. 卫星姿态的磁控制方法研究,V448.222
  10. 涡轮S2流面正问题气动优化设计研究,V235.11
  11. 光纤陀螺温度漂移建模与补偿,V241.5
  12. 电磁轨道炮外弹道建模与仿真研究,TJ399
  13. 轨道交通引起周围环境竖向振动的振源特性分析,U211.3
  14. RUV4汽车点火线圈工艺参数分析及影响因素研究,U463.64
  15. 基于LIN总线的电动车窗控制方法研究,U463.6
  16. 航天继电器时间参数测试分析技术的研究,TM58
  17. 径向振动模式压电变压器的等效电路模型与应用,TM406
  18. 压电陶瓷驱动器迟滞补偿方法研究,TM282
  19. 基于DSP的感应电动机四象限运行系统的研究,TM346
  20. 基于DSP的感应电机矢量控制系统研究,TM346
  21. 适应多总线通讯模式的感应电动机矢量控制系统研究,TM346

中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生物物理学 > 植物电现象
© 2012 www.xueweilunwen.com