تعداد صفحات:120
نوع فایل:word
فهرست مطالب:
فصل اول : مقدمه
فصل دوم : بیماری فشارخون و روشهای درمان پزشکی
مقدمه
تعریف فشار خون
انواع فشار خون
علائم
تشخیص
درمان
افزایش فشار خون
شکل فشار خون بدخیم یا تشدید شده
عوارض ناشی از فشار خون بالا
نارسایی قلبی
نارسایی کلیه
ضعف بینایی
سکته مغزی
حمله گذرای ایسکمی
فراموشی
بیماری عروق قلبی
سکته (حمله) قلبی
بیماری عروق محیطی
شیوه های درمان فشار خون بالا
برخی داروهای پایین آورنده فشار خون
فصل سوم : استفاده از الگوریتم ژنتیک در تنظیم پارامترهای کنترلر PID
مقدمه
کنترلر PID
مقدمه
اجزای کنترلر
PID پیوسته
بهینه سازی کنترلر
مشخصات کنترلر های تناسبی – مشتق گیر -انتگرال گیر
مثالی از تنظیم پارامترهای کنترلر PID
کنترل تناسبی
کنترل تناسبی – مشتق گیر
کنترل تناسبی – انتگرالی
اعمال کنترلر PID
الگوریتم ژنتیک
مقدمه
تاریخچه الگوریتم ژنتیک
زمینه های بیولوژیکی
فضای جستجو
مفاهیم اولیه در الگوریتم ژنتیک
اصول پایه
شمای کلی الگوریتم ژنتیک
کد کردن
کروموزوم
جمعیت
مقدار برازندگی
عملگر برش
عملگر جهش
مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک
همگرایی الگوریتم ژنتیک
شاخص های عملکرد
معیار ITAE
معیار IAE
معیار ISE
معیار MSE
تنظیم پارامترهای کنترلر PID با استفاده از الگوریتم ژنتیک
تاریخچه
نحوه تنظیم پارامترهای کنترلر PID با استفاده از الگوریتم ژنتیک
مدلسازی ریاضی سیستم تنظیم فشار خون
مقدمه
مدلهای دینامیکی توسعه داده شده
مدل اول
مدل دوم
مدل سوم
مدل چهارم
پیاده سازی سیستم تحویل دارو برای تنضیم فشارخون
فصل چهارم : الگوریتم های هم تکاملی هم کارانه
مقدمه
مفهوم هم تکاملی در طبیعت
الگوریتم های هم تکاملی (CEAs)
تاریخچه
چرا از الگوریتم های هم تکاملی استفاده میکنیم؟
فضای جستجوی بزرگ یا نامحدود
عدم وجود یا مشکل بودن بیان ریاضی معیار مطلق برای ارزیابی افراد
ساختارهای پیچیده و یا خاص
معایب هم تکاملی
طبقه بندی الگوریتم های هم تکاملی
ارزیابی
کیفیت و چگونگی Payoff
روشهای اختصاص برازندگی
روشهای تعامل بین افراد
تنظیم زمان به هنگام سازی
نحوه نمایش
تجزیه مساله به اجزای کوچکتر
توپولوژی فضایی
ساختار جمعیت
چهارچوب کلی الگوریتم هم تکاملی همکارانه
مقاوم بودن در الگوریتم های هم تکاملی هم کارانه
تئوری بازی ها و تحلیل الگوریتم هم تکاملی براساس مفاهیم تئوری بازی تکاملی
زمینه های کاربرد الگوریتم های هم تکاملی
فصل پنجم : شبیه سازی ها و نتایج
مقدمه
کنترل بهینه فشارخون حین عمل جراحی توسط الگوریتم ژنتیک
شبیه سازی سیستم کنترل اتوماتیک فشارخون با کنترلر PID و الگوریتم ژنتیک
انتخاب مدل ریاضی
انتخاب کنترلر
انتخاب تابع برازندگی برای الگوریتم ژنتیک
اعمال کنترلر و عمل کردن الگوریتم ژنتیک
نتایج شبیه سازی
پاسخ های حاصل از اجرای برنامه شبیه سازی شده
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری
پیشنهادات
مراجع
فهرست شکل ها:
شمای کلی کنترلر PID
مثالی از تنظیم پارامترهای کنترلر PID
پاسخ پله سیستم حلقه باز
پاسخ پله واحد سیستم حلقه بسته با کنترلر تناسبی
پاسخ پله واحد سیستم حلقه بسته با کنترلر PD
پاسخ پله واحد سیستم حلقه بسته با کنترلر PI
پاسخ پله واحد سیستم حلقه بسته با کنترلر PID
تبدیل فنوتیپ ها به ژنوتیپ ها و بالعکس
نمونه ای از فضای جواب
نمایش یک کروموزوم n بیتی در پایه عددی m
عمل برش تک نقطه ای
عمل برش چند نقطه ای
عمل برش یکنواخت
عمل جهش
مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک
مدل چرخ رولت
بلوک دیاگرام سیستم کنترل با کنترلر
سلسله مراتب طبقه بندی ویژگی های یک الگوریتم هم تکاملی
الگوریتم هم تکاملی هم کارانه ترتیبی خلاصه شده
ماتریس امتیازدهی
شمای کلی سیستم
فلوچارت سیستم کنترل فشارخون
شبیه سازی کنترلر PID
شبیه سازی سیستم کنترل فشارخون
مقدار برازندگی ها در هر نسل
ضرایب کنترلر PID
خروجی سیستم در حالتی که فشار از حالت مطلوب بیشتر است
خروجی سیستم در حالتی که فشار از حد مطلوب کمتر است
فهرست جداول:
اثرات کنترلرهای K_P ، K_I ، K_D
نمونه ای از عمل جهش
انتخاب کروموزوم ها با استفاده از مدل چرخ رولت
محدوده پارامترهای مدل دینامیکی سیستم فشارخون
مقادیر تعیین شده برای پارامترهای مدل
مقادیر پارامترهای فرمول رابطه بین تغییرات فشارخون و سرعت تزریق دارو
انتخاب عدد مناسب برای پارامترهای مدل فشارخون
چکیده:
فشارخون بالا زمانی ایجاد میشود که فشارخون در دیواره رگ ها بیش از حد
معمول بالا رود که این وضعیت بسیار خطرناک است چون گاهی اوقات تاثیرات مخرب
آن در مرور زمان افزایش می یابد، پس ثابت نگه داشتن سطح فشارخون در حالت
نرمال حائز اهمیت است. کنترل PID به دلیل سادگی و مقاوم بودن آن تاکنون در
کنترل بسیاری از پروسه های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. معمولا در
کاربردهای صنعتی، پارامترهای کنترلر PID به صورت دستی و با سعی و خطا تنظیم
میشود. تنظیم پارامترهای کنترلر به صورت دستی، کارایی آن را به ویژه در
شرایطی که زمان اهمیت دارد و نیز در مواردی که پارامترهای پلانت از قبل
مشخص نباشد، کاهش میدهد. لذا در سال های اخیر کار تحقیقاتی زیادی در زمینه
تنظیم اتوماتیک پارامترهای کنترلر PID انجام گرفته و از بسیاری از تکنیک
های هوشمند مانند الگوریتم های ژنتیک، بهینه سازی انبوه ذرات و … برای
تنظیم پارامترهای این کنترلر استفاده شده است.
در این پایان نامه، از الگوریتم ژنتیک جهت تنظیم پارامترهای کنترلر PID
استفاده شده است. تنظیم اتوماتیک پارامترهای کنترلر توسط الگوریتم ژنتیک،
دقت و سرعت کنترلر را به طرز قابل توجهی بهبود بخشیده و انعطاف کنترلر را
برای برخورد با سیستم های مختلف افزایش میدهد. کنترلر PID-GA پیشنهادی، جهت
تنظیم نرخ تزریق دارو به منظور کنترل فشار خون بیمار مورد استفاده قرار
گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان میدهد که این کنترلر با دقت و سرعت
مناسب، سطح فشار خون بیمار را به حالت نرمال بر می گرداند و تغییر
پارامترهای بیمار نیز در کارآیی کنترلر تاثیری نخواهد داشت.
مقدمه:
امروزه کنترل اتوماتیک، نقش مهمی در پزشکی مدرن ایفا مینماید. از کاربردهای
کنترل در پزشکی، سیستم های تزریق انسولین، کنترل تنفس، قلب مصنوعی و کنترل
اندام های مصنوعی را می توان نام برد.
از دیگر کاربردهای مهم و حیاتی کنترل در پزشکی، کنترل فشار خون است. به طور
ساده میتوان گفت، فشار خون متناسب با برون ده قلبی و مقاومت رگ ها است،
لذا برای کاهش فشار خون در فشار خون بالا میتوان، برون ده قلبی و یا مقاومت
رگی را کاهش داد. روش معمول برای کاهش فشار خون، کم کردن مقاومت رگی، از
طریق تزریق داروهای باز کننده رگ است.
داروی کاهنده فشار خون مورد استفاده در این پایان نامه، داروی سدیم نیترو
پروساید است که از طریق مهار پیام عصبی از گره های سمپاتیک و پاراسمپاتیک
فشارخون را کاهش میدهد.
میتوان گفت، یکی از مهم ترین عوامل در عمل جراحی کنترل فشارخون است. زیرا
در این حالت افزایش فشارخون ممکن است، به خونریزی شدید و حتی مرگ بیمار
منجر گردد. به طور کلی، میتوان کنترل فشار خون در عمل جراحی را به دو دسته
کلی کنترل فشار در حین عمل جراحی و بعد از عمل جراحی تقسیم بندی نمود.
کنترل فشار خون بعد از عمل جراحی، معمولاً در بیماران قلبی که عمل بای پس
عروق کرونری داشته اند انجام میگیرد، زیرا در این بیماران خطر افزایش فشار
خون وجود دارد. کنترل فشار خون در حین عمل جراحی از اهمیت ویژه ای برخوردار
است، از دلایل آن میتوان به کاهش خون ریزی داخلی، آشکارسازی جزئیات
ساختارهای آناتومی بدن که ممکن است توسط خونریزی محو شده باشند و همچنین
تسریع و تسهیل در عمل جراحی، اشاره کرد.
محققین زیادی در رابطه با کنترل فشار خون به تحقیق پرداخته اند. در اواخر
دهه ۱٩٧٠ سیستم های کنترل فشار خون گسترش زیادی یافتند. شپارد یک کنترل
کننده PID را برای کنترل فشار خون بکار برد، ولی این کنترل کننده نتوانست
نسبت به اختلافات جزئی پاسخ به داروهای هایپوتنسیو عملکرد خوبی داشته باشد.
استفاده از کنترل تطبیقی توسط ویدرو ، آنسپارگر و همکارانش بررسی شد، ولی
این روش نیز نسبت به اغتشاش های موجود، کارآیی خوبی نداشت. کویوو، سیستم
کنترل فشار خونی را در یک سطح پایین نگه میداشت ولی محدوده فشارخونی که
میتواست بعنوان مرجع در نظر گرفته شود، کم بود. فوکوی و ماسوزاوا از منطق
فازی برای کنترل فشار خون استفاده کردند، به طوری که فشار خون را در یک سطح
بالا، برای بعضی کاربردهای پزشکی، کنترل می نمودند ولی نوسانات به سادگی
در پاسخ ظاهر میشدند، زیرا وجود زمان مرده در پاسخ را در مرحله طراحی در
نظر نگرفته بودند.
الگوریتم ژنتیک، یک روش بهینه سازی تصادفی است که ایده اولیه آن از مکانیسم
انتخاب طبیعی و ژنتیک تکاملی گرفته شده است، این روش بهینه سازی با روش
جستجوی موازی از موثرترین روشهای بهینه سازی است.
در این پروژه، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و الگوریتم های هم تکاملی هم
کارانه، کنترل کننده PID بهینه برای کنترل فشارخون حین عمل جراحی طراحی
گردیده است. با استفاده از این روش، میتوان سطح فشار خون را در سطح دلخواه
با خطای حالت ماندگار صفر تنظیم نمود.
در فصل دوم این پایان نامه، در رابطه با فشار خون و روشهای درمان پزشکی آن
صحبت خواهد شد. فصل سوم به بررسی کنترلر PID و الگوریتم ژنتیک و مدلهای
ریاضی موجود برای سیستم فشارخون و همچنین تنظیم پارامترهای کنترلر PID با
استفاده از الگوریتم ژنتیک، اختصاص داده میشود. در فصل چهارم الگوریتم های
هم تکاملی هم کارانه و استفاده از آنها برای تنظیم پارامترهای کنترلر PID
مورد بحث قرار خواهد گرفت. در فصل پنجم نتایج به دست آمده از شبیه سازی
سیستم فشار خون و طراحی کنترلر آن مورد مطالعه قرار گرفته و در نهایت در
فصل ششم، نتایج بدست آمده از این تحقیق بیان شده و پیشنهاداتی برای مطالعات
آینده ارائه خواهد گردید.
تعداد صفحات:71
نوع فایل:word
فهرست مطالب:
مقدمه
عناصر داده کاوی
پردازش تحلیلی پیوسته
قوانین وابستگی
شبکه های عصبی
الگوریتم ژنتیکی
نرم افزار
کاربردهای داده کاوی
داده کاوی و کاربرد آن در کسب و کار هوشمند بانک
داده کاوی در مدیریت ارتباط با مشتری
کاربردهای داده کاوی در کتابخانه ها و محیط های دانشگاهی
مدیریت موسسات دانشگاهی
داده کاوی آماری و مدیریت بهینه وب سایت ها
داده کاوی در مقابل پایگاه داده Data Mining vsdatabase
ابزارهای تجاری داده کاوی
منابع اطلاعاتی مورد استفاده
انبار داده
مسائل کسب و کار برای داده کاوی
چرخه تعالی داده کاوی چیست؟
متدلوژی داده‌کاوی و بهترین تمرین های آن
یادگیری چیزهایی که درست نیستند
الگوهایی که ممکن است هیچ قانون اصولی را ارائه نکنند
چیدمان مدل ممکن است بازتاب دهنده جمعیت وابسته نباشد
ممکن است داده در سطح اشتباهی از جزئیات باشد
یادگیری چیزهایی که درست ولی بلااستفاده اند
مدل‌ها، پروفایل سازی، و پیش بینی
پیش بینی
متدلوژی
تبدیل مسئله کسب و کار به مسئله داده‌کاوی
انتخاب داده مناسب
پیش به سوی شناخت داده
ساختن یک مجموعه مدل
تثبیت مسئله با داده‌ها
تبدیل داده برای آوردن اطلاعات به سطح
ساختن مدل ها
ارزیابی مدل ها
استقرار مدل ها
ارزیابی نتایج
شروع دوباره
وظایف داده کاوی
دسته بندی
خوشه‌بندی
تخمین
وابستگی
رگرسیون
پیشگویی
تحلیل توالی
تحلیل انحراف
نمایه‌سازی
منابع
مقدمه:
از هنگامی که رایانه در تحلیل و ذخیره سازی داده ها بکار رفت (1950) پس از
حدود 20 سال، حجم داده ها در پایگاه داده ها دو برابر شد. ولی پس از گذشت
دو دهه و همزمان با پیشرفت فن آوری اطلاعات (IT) هر دو سال یکبار حجم داده
ها، دو برابر شده و همچنین تعداد پایگاه داده ها با سرعت بیشتری رشد نمود.
این در حالی است که تعداد متخصصین تحلیل داده ها با این سرعت رشد نکرد. حتی
اگر چنین امری اتفاق می افتاد، بسیاری از پایگاه داده ها چنان گسترش
یافته‌اند که شامل چند صد میلیون یا چند صد میلیارد رکورد ثبت شده هستند.
امکان تحلیل و استخراج اطلاعات با روشهای معمول آماری از دل انبوه داده ها
مستلزم چند روز کار با رایانه های موجود است. حال با وجود سیستم های
یکپارچه اطلاعاتی، سیستم های یکپارچه بانکی و تجارت الکترونیک، لحظه به
لحظه به حجم داده ها در پایگاه داده های مربوط اضافه شده و باعث به وجود
آمدن انبارهای عظیمی از داده ها شده است.
این واقعیت، ضرورت کشف و استخراج سریع و دقیق دانش از این پایگاه داده ها
را بیش از پیش نمایان کرده است، چنان که در عصر حاضر گفته میشود اطلاعات
طلاست.
هم اکنون در هر کشور، سازمان، شرکت و غیره برای امور بازرگانی، پرسنلی،
آموزشی، آماری و غیره پایگاه داده ها ایجاد یا خریداری شده است. بطوری که
این پایگاه داده ها برای مدیران، برنامه ریزان، پژوهشگران جهت، تصمیم گیری
های راهبردی، تهیه گزارش های مختلف، توصیف وضعیت جاری خود و سایر اهداف می
تواند مفید باشد. بسیاری از این داده ها از نرم افزارهای تجاری، مثل
کاربردهای مالی، ERPها، CRMها و web log ها، می آیند. نتیجه این جمع آوری
داده ها این میشود که در سازمان ها، داده ها غنی ولی دانش ضعیف، است. جمع
آوری داده ها، بسیار انبوه میشود و به سرعت اندازه آن افزایش می یابد و
استفاده عملی از داده ها را محدود می سازد.
داده‌کاوی استخراج و تحلیل مقدار زیادی داده به منظور کشف قوانین و الگوهای
معنی دار در آن هاست. هدف اصلی داده کاوی، استخراج الگوهایی از داده ها،
افزایش ارزش اصلی آن ها و انتقال داده ها به صورت دانش است.