دانلود تحقیق در مورد کنترل سطح قندخون بیماران دیابتی به کمک منطق فازی 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

کنترل سطح قندخون بیماران دیابتی به کمک منطق فازی

مهندس گلاره ویسی، هاجر قرباننژاد، سیمین کاظمی ازغدی

Email: [e-mail]

[e-mail]

چکیده- بیماری دیابت به شرایط حادی اطلاق میشود که در آن تولید و مصرف انسولین در بدن دچار اختلال شده و در نتیجه غلظت گلوکز در خون افزایش مییابد. نگهداری سطح گلوکز خون در نرمالترین حد ممکن عوارض بلندمدت ناشی از بیماری دیابت را بهطور قابل ملاحظهای کاهش داده و منجر به کاهش هزینههای مرتبط با این بیماری میگردد. در بیماران دیابتی سیستم درونی تنظیم گلوکز که بهدرستی عمل نمیکند، با یک الگوریتم کنترلی بهمنظور تنظیم سطح گلوکز خون جایگزین میشود. برای توسعهی یک الگوریتم کارآمد آشنایی با نحوهی عملکرد سیستم تنظیم گلوکز در یک فرد سالم ضروری است. در این تحقیق برای توصیف دینامیکهای غیرخطی سیستم گلوکز- انسولین در بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 از مدل مینیمال برگمان استفاده شده است. سپس یک کنترلر فازی با هدف تنظیم نرخ تزریق انسولین با فرض وجود اغتشاش و درنظرگرفتن تغییرات پارامترهای مدل پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که کنترلر پیشنهادی توانسته سطح گلوکز خون را با موفقیت تنظیم نماید. همچنین کارایی کنترلر مورد نظر یعنی رباست بودن و دقت بالای آن با وجود اغتشاشهای فیزیکی مانند مصرف مادهی غذایی از طریق شبیهسازیها تایید میشود.

واژگان کلیدی- دیابت، غلظت گلوکز خون، نرخ تزریق انسولین، مدل مینیمال برگمان، کنترل فازی.

1- مقدمه

در بدن انسان، تعداد زیادی حلقهی طبیعی فیدبکدار برای حفظ تعادل حیاتی وجود دارد. ناتوانی یا سوءعمل هر یک از این حلقهها باعث بروز بیماریهای جدی با عوارض کوتاه یا بلندمدت میشود. بیماری دیابت یکی از انواع بیماریهایی است که در نتیجهی عملکرد نادرست این حلقههای طبیعی در بدن ایجاد میشود.

دیابت، یک بیماری متابولیکی است که در آن بدن انسولین را بهطور مناسب تولید یا مصرف نمینماید.

در حالت طبیعی، غذا در معده تبدیل به گلوکز یا قندخون میشود. قند از معده به جریان خون وارد میگردد. لوزالمعده (پانکراس) هورمون انسولین را ترشح میکند و این هورمون باعث میشود قند از جریان خون وارد سلولهای بدن شود. در نتیجه مقدار قندخون در حد نرمال و متعادل باقی میماند.

ولی در بیماری دیابت، انسولین به میزان کافی در بدن وجود ندارد و یا انسولین موجود قادر نیست تا وظایف خود را به درستی انجام دهد، در نتیجه به علت وجود مقاومت در برابر آن، قندخون نمیتواند بهطور مؤثری وارد سلولهای بدن شود و مقدار آن بالا میرود.

بالا بودن قندخون در درازمدت باعث بروز عوارضی در سیستم قلب و عروق، کلیه‌ها، چشم و سلسلهی اعصاب میگردد.

دیابت یکی از شایعترین بیماریهای انسانی در زمان ماست. در برآورد و تخمینی که در سال 1985 انجام شده مشاهده شده است که 30 میلیون نفر در سراسر جهان مبتلا به بیماری دیابت بودند، اما امروزه حدود 194 میلیون نفر به بیماری دیابت مبتلا هستند که در مقایسه با 20 سال گذشته 6 برابر شده است ]19[. آمارها نشان میدهد که اگر جلوی پیشرفت این بیماری همه‌گیر گرفته نشود تا سال 2025 شمار مبتلایان در سطح جهانی 50 درصد رشد خواهد داشت ]20[. طبق آمارهای بدست آمده، در کشور آمریکا در سال 2005 میلادی 8/20 میلیون نفر - 7 درصد کل جمعیت- به بیماری دیابت مبتلا بودهاند ]21[. از هر 20 ایرانی یک نفر به دیابت مبتلاست و نیمی از این تعداد نمی‌دانند که دیابت دارند. هر 10 ثانیه یک نفر در جهان به دلیل عدم آگاهی از دیابت و روش کنترل آن، جان خود را از دست میدهد. هر 30 ثانیه یک نفر در جهان به علت عدم آگاهی از دیابت و روش کنترل آن، پای خود را از دست میدهد ]22[.

در سه دههی اخیر تحقیقات گستردهای در زمینه کنترل قندخون در بیماران مبتلا به دیابت نوع اول انجام گرفته است. مقالات مختلف، استفاده از روشهای گوناگون کنترل کلاسیک و مدرن را پیشنهاد میدهند که طبعاً هر کدام مزایا و معایب خود را دارند ]12-1[. در اغلب این مقالات ابتدا مدل غیرخطی تاثیر متقابل گلوکز و انسولین، خطی سازی شده و سپس از روشهای کنترل خطی جهت بهبود شرایط بیمار استفاده می شود. اما کنترلرهای خطی ممکن است در مداوای بیمارانی که در شرایط بسیار حادی قرار دارند، با شکست مواجه گردند. در واقع اگر شرایط بیمار فاصله زیادی با شرایط نرمال داشته باشد، مدل خطی دیگر معتبر نبوده و نباید جهت طراحی کنترلر مورد استفاده قرار گیرد.

بهطور کلی استراتژیهای کنترلی به کار رفته در این زمینه را میتوان به سه دستهی کنترل حلقهباز، حلقهبسته و نیمهحلقهبسته تقسیم نمود. در روشهای کنترل حلقهباز، پزشک یک دُز معین انسولین را دو یا سه بار در روز به بیمار تزریق میکند. این روش کنترلی بسیار ساده و پر کاربرد است. هر چند که اگر بیمار در معرض تغییرات شدید قند خون باشد، این روش کارایی چندان خوبی نخواهد داشت. در روشهای کنترل حلقهبسته، انسولین بهطور پیوسته تزریق شده و سطح گلوکز خون به صورت بلادرنگ مانیتور میشود. استراتژی دیگر کنترل نیمهحلقهبسته است. در روشهای کنترلی نیمهحلقهبسته، قندخون در فواصل زمانی معین اندازه گرفته شده و نرخ تزریق انسولین با توجه به این نمونهبرداریها تنظیم میشود. طبعاٌ این نوع کنترل بسیار سادهتر بوده و هزینهی کمتری در بر خواهد داشت.

یکی از مشکلات کلیهی روشهای کنترل کلاسیک در برخورد با سیستمهای بیولوژیکی آن است که این روشها معمولاً بهشدت به پارامترهای مدل وابسته هستند. در حالیکه این پارامترها معمولاً مقادیر مشخص و ثابتی نداشته و از یک فرد به فرد دیگر تغییر میکنند. با استفاده از تکنیکهای کنترل فازی که کمتر به مدل ریاضی سیستم وابسته هستند، میتوان این مشکل را برطرف نمود.

در این مقاله دینامیک های غیر خطی تاثیر متقابل گلوکز و انسولین، با کمک مدل مینیمال ارائه شده توسط برگمان مدل میشود. سپس یک کنترلر فازی با هدف تنظیم نرخ تزریق انسولین با فرض وجود اغتشاش و درنظرگرفتن تغییرات پارامترهای مدل پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که کنترلر پیشنهادی توانسته سطح گلوکز خون را با موفقیت تنظیم نماید. همچنین کارایی کنترلر مورد نظر یعنی رباست بودن و دقت بالای آن با وجود اغتشاشهای فیزیکی مانند مصرف مادهی غذایی از طریق شبیهسازیها تایید میشود.

2- مدل ریاضی

مدل مینیمال برای بیان غلظت انسولین و گلوکز پلاسما که به مدل برگمان نیز معروف است به منظور بررسی و آنالیز نتیجهی تستهای تحمل گلوکز در انسانها و حیوانات آزمایشگاهی استفادهی بسیار متداولی دارد. این مدل توسط دکتر ریچارد اِن. برگمان ارائه شده و توسط او و همکارانش از دهه 70 میلادی به بعد در حال گسترش است ]17-13[. این مدل در تحقیقات فیزیولوژیکی بر روی متابولیسم گلوکز بسیار محبوب است.

مدل مینیمالِ گلوکز و انسولین یک توصیف کمی و صرفهجویانه از غلظت انسولین و گلوکز موجود در نمونهی خون ارائه میدهد. به طور کلی یکی از دلایل نامگذاری این مدل به مدل مینیمال این است که این مدل، یک مدل ریاضی با حداقل پارامترهای ممکن برای پوشش دادن دادههای تجربی موجود است.

این مدل از یک محفظهی گلوکز تشکیل میشود که انسولین پلاسما از طریق یک محفظهی تاخیر عمل نموده و جذب خالص گلوکز را تحت تاثیر قرار میدهد. معادلات مدل مینیمال برگمان عبارتند از:

(1)

در معادلات فوق، G(t) اختلاف غلظت گلوکز خون با حالت نرمال آن، Gb، را نشان میدهد. همچنین I(t) اختلاف غلظت انسولین آزاد پلاسما با مقدار نرمال آن، Ib، میباشد. X(t) با غلظت انسولین در محفظهی تاخیر متناسب است. و و پارامترهای مدل مینیمال هستند که دینامیک های تاثیر متقابل گلوکز پلاسما و انسولین را مدل مینمایند. نرخ آزادسازی انسولین از لوزالمعده، n نرخ کسری ناپدید شدن انسولین و D(t) و u(t) به ترتیب نرخ تزریق خارجی گلوکز و انسولین هستند.

3- طراحی کنترلر

برای بسیاری از مسایل کنترل عملی (برای مثال، فرآیند کنترل صنعتی) مشاهدهی یک مدل ریاضی ساده و در عین حال دقیق مشکل میباشد، اما میتواند آزمایشاتی توسط یک شخص ماهر و باتجربه فراهم شود، که یک راهکار عملی و تجربی مفید را برای کنترل نمودن فرآیند ارائه نماید. کنترل فازی برای این نوع مسائل بیش از هر راه دیگری مفید میباشد.

بلاک دیاگرام یک سیستم کنترل فازی در شکل (1) نشان داده شده است.

خط مشیء در سطح ملی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

» خط مشیء در سطح ملی«

در بین اصول خط مشیء جنگل ارائه شذده توسط کنفرانس FAO در 1951 موارد زیر مطرح شده است. هر کشور باید بیشترین تعداد مردم‌اش را تغذیه کند از حداکثر منافع موجود حاصل از ارزشهای حفاظتی، تولیدی، و جانبی جنگلهایش استفاده نماید. این امر ایجاب می‌کند کع محافظت باید در برابر اسیب یا خرابی توسط انسان صورت بگیرد یا در مواردی از قبیل آتش، حشرات، و بیماریهای درخت اینکار انجام شود. بنابراین در یک خط مشیء جنگل حالت معینی از تمایل به سمت حفاظت حوزة جنگل از آتش باید مورد توجه باشد و این امر به نوبة خودش باید در یک قانون در یک کشور مطرح گردد. چنین قانونگذاری که مقداری از آن مؤثر است و مقداری از آن غیرفعال می‌باشد در تعدادی از کشورها مطرح است. در جای که قانونگذاری غیرفعال است، این امر معمولاَ برای این حقیقت ردیابی می‌شود که در واقع خط مشیء جنگل در ارتباط با محافظت در مقابل آتش، بطور صحیح تفسیر نمی‌شود.لذا باید تأکید شود که اولین کار در برخورد با یک مسئله آتش عبارت‌اند از فرمولبندی خط مشیء در سطح ملی است و تجربه نشان داده است که یک بیان معین از خط مشیء برای راهنمایی صحیح و همکاری اقدامات بعدی، مطلوب است. در آغاز، ممکن است که فقدان خط مشیء بیان شده احساس نشود زیرا افراد خوشبین که مسؤل ورود کنترل هستند دارای اهداف تعیین شده و واضحی می‌باشند. اما وقتی که یک سازمان کنترل آتش توسعه می‌یابد و مسؤلیت‌های وسیعی تخصیص داده می‌شود، ابهام پرهیزمی‌گردد اگر یک خط مشی‌ء معین مطرح گردد.یک بیان خط مشیء در این سطح باید وسعت پیدا کند و باید طوری تصور شود که فوراَ برای اصلاح در پرتویی شرایط متغیر و تجربه، قابل سازگاری باشد.

تأثیر آتش برروی ارزشهای جنگل

خط مشیء باید بطور طبیعی براساس اطلاعات حقیقی یافت شود. اطلاعات حقیقی مفصل بآسانی در کشوری که مایل به اقدام برای اولین بار برروی یک برنامة کنترل آتش منظم می‌باشد فراهم است و بنابراین سیاست گزاران باید تفسیر کنند که از چه چیزی موجود است و از تجربه جاهای دیگر استفاده کنند. راهنمای اصلی در فرمولاسیون خط مشیء باید مقصود اصلی مدییت جنگل باشد. آنگاه، در پرتوی تاریخ آتش‌سوزی کلی کشور چهار معیار عمومی وجود دارند که می‌توانند در تعیین آنچه که خط مشیء باید باشد بکاربرده شوند.

چه مقدار آسیب آتشی به ارزش محافظتی جنگل وارد می‌گردد.

چه مقدار اسیب توسط آتش به ارزشهای

با چه درجه‌ای از مشکلات جنگلها می‌توانند پس ازآتش‌سوزی دوباره بازسازی شوند؟

آیا حفاظت بعدی در مشکل پس از آتش‌سوزی جنگها افزایش می‌یابد؟

پاسخ به این پرسشها ساده نیست و یک ارزیابی اختیاری ممکن است تمام آن چیزی باشد که امکان دارد مثلاَ برآورد آسیب را برای مقادیر چوب برآورد نماید. ولی در بسیاری از کشورها چوب بالقوه مفید هنوز دارای ارزش تثبیت شده خودش از طریق فروش نمی‌باشد و ممکن است چنین سال قبل این امر رخ داده باشد. ارزش نسبی گونه‌های غلات معلوم نمی‌باشد.و مقدار هر گونه در یک مرحله می‌تواند رخ دهد فقط می‌تواند برآورد

جایگاه علم و تکنولوژی لایه های نازک و مهندسی سطح در توسعه نانو تکنولوژی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

جایگاه علم و تکنولوژی لایه های نازک و مهندسی سطح در توسعه نانو تکنولوژی

چکیده

در سالهای اخیر به دلیل اهمیت بنیادی و کاربردهای بالقوه مواد نانوساختاری در علوم شیمی، فیزیک ، زیست شناسی و مواد توجه زیادی به این مقوله معطوف گشته است . تمایل به مینیاتوری کردن ابزار و بالا بردن ظرفیت ذخیره اطلاعات به ویژه در ساخت قطعات الکترونیکی و اپتیکی ، زمینه های تحقیقاتی وسیعی از نانو تکنولوژی را به بخش مواد نانوساختاری اختصاص داده است .تکنیک های مختلفی برای ساخت نانو ساختارها توسعه یافته است که از علم لایه های نازک نشات گرفته اند و می توان به روش های رشد اپیتاکسی ، لیتوگرافی با باریکه های الکترونی ، رسوب از بخار و روشهای خاص self-Assembly اشاره نمود . مواد نانوساختاری یک گروه جدید از مواد را با خواص متفاوت نسبت به گونه های مولکولی و ساختارهای حالت جامد توده ای ارائه می دهد .این مواد با داشتن اثرات حدی کوانتومی ، رفتار بی همتایی را ایجاد می کنند که می توانند در ساخت دستگاهای جدید اپتیکی ، مغناطیسی ، الکترونیکی ، و ترمو الکتریکی نقش مهمی را ایفا نماید . در این جا سعی می شود رشد علم لایه های نازک و مهندسی سطح در سال های اخیر و تکنولوژی توسعه یافته مرتبط از جمله نانوتکنولوژی مورد بحث قرار گیرد .

مقدمه

علوم نانوبه کلیه پژوهش ها ، بحث ها مطالعات برهمکنشها ، مشاهدات ، اندازه گیری ها و کنترلماده در مقیاس نانو متری اطلاق می شود که در گسترش علوم فیزیک ، شیمی ، مواد ، زیست شناسی و مهندسی تاثیر بسزایی داشته است . علوم نانو دارای پتانسل موثری در تحقیق و تحول علوم و رشد آن ها می باشند .

نانو تکنولوژی به روشی اطلاق می شود که بتوان ابزار و سیستم هایی نظیر نانو مکانیک ، نانو ربات ها ، سنسور ها ، بیو تراشه ها و ... را با کنترل مواد در مقیاس نانو متری ساخت ، مقیاسی که شامل اتم ، مولکول و ساختارهای مولکولی است . نانوتکنولوزی با به واقعیت رساندن اکتیویته ها و فرایند ها در مقیاس نانو، ساختارهای بزرگتری با نظم مولکولی جدید را توسعه می دهد. براساس این ساختارها ، تحت عنوان نانوساختارها ، ابزاآلات کوچکتری ساخته می شود که خواص و قابلیت های فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی جدید را ارائه می دهند . هدف ازعلوم نانو و نانوتکنولوژی شناسایی دقیق این خواص و در نتیجه دستیابی به توان تولید نانو ساختارها و راندمان بالا می باشد. شکل های 1 و2 برخی ازانواع نانوساختارهای اولیه ساخته شده را نشان می دهند .

نظریه جایگزین شدن مولکول ها یا اتم ها که می تواند به عنوان یک انقلاب علمی محسوب شود درسال 1959 توسط ریچارد فینمن برنده جایزه نوبل ارائه گردیده است.

وی معتقد بود با وجود فقدان ابزار تجربی هیچ گونه مانعی برای بررسی در ابعاد نانومتری وجود ندارد . حتی قوانین فیزیک هم محدودیتی را اعمال نمی کنند.بنابراین برای رسیدن به ابعاد کوچکتر نیاز به طراحی مجدد دستگاههای تجربی وجود دارد که البته باید در تصحیح و تطبیق پارامتر ها هم تغییر صورت پذیرد . به عنوان مثال نیروی جاذبه پدیده مهمی است اما نیروهای واندروالس و کشش سطحی نقش فوق العاده ای خواهد داشت . شکل 3 تحول تکنولوژی صورت گرفته درقرن گذشته را نشان می دهد . ملاحظه می شود که شروع قرن بیست و یکم یک بازه زمانی شبه پایدار از تکنولوزی نیمه هادی به نانوتکنولوژی می باشد .

علم لایه های نازک

لایه نازک زیرساختاری است که از نشست لایه های اتمی یک ماده بر روی زیر لایه جامد حاصل می شود . لایه های نازک با ضخامت های بین چند نانومتر تا میکرومتر دارای خواص متفاوتی از مواد بایک می باشند . این تفاوت ها به ویزه در ضخامت های بسیار کم یا در مراحل اولیه رشد مهم جلوه می نماید و اساسا به اجزای میکروساختاری

بررسی سطح نمرات فیزیک دو کلاس تجربی در یک دبیرستان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

مقدمه

هدف از انجام این پروژه بررسی سطح نمرات فیزیک دو کلاس تجربی در یک دبیرستان است می خواهیم بدانیم سطح نمرات کدام کلاس بالاتر بوده برای این کار ابتدا لیست نمرات فیزیک را از دبیر مربوطه تهیه کرده و بعد از انجام عملیات آماری لازم شامل :

الف – کشیدن جدول فراوانی :

ب- رسم نمودارها (میله ای – مستطیلی – چند بر – دایره ای – ساقه وبرگ و جعبه ای )

ج- شاخص های مرکزی (مد ،میانه ، میانگین وزن دار، میانگین جدول فراوانی ، واریانس ، انحراف معیار و ضریب تغییرات)

به بررسی سطح نمرات دو کلاس پرداختیم.

در اینجا، جا دارد از استاد فیزیک سرکار خانم الهامی کمال تشکر را داشته باشیم که بدون همکاری ایشان به پایان رساندن این پروژه میسر نبود.

الف- جدول فراوانی :

برای کشیدن جدول فراوانی جمعاً 24 نفر را از هر دو کلاس به طور تصادفی انتخاب کرده و آن را در سه دسته طبقه بندی نموده و عملیات آماری لازم را انجام دادیم :

دادهای کلاس سوم تجربی (1)

11-14-14-14-16-17-17-17-18-18-18-19

داده های کلاس سوم تجربی (2)

9-9-10-11-12-15-16-16-16-17-18-18

جدول فراوانی 1=

به پایین جدول مراجعه شده

فراوانی تجمعی

درصد فراوانی نسبی

فراوانی نسبی

مرکز دسته

فراوانی مطلق

خط ونشان

دسته ها

1

1

1

4

3

111

12

8

1111

111

12

جمع کل

لطفاً این مورد را به بالای جدول اضافه کنید

کوچکترین

دامنه تغییرات

بزرگترین داده ها

تعداد طبقات

طول دسته

دسته ما :

برای چگونگی دسته بندی باید ابتدا از فرمول استفاده کرده و دامنه تغییرات را بدست آوریم بعد از بدست آوردن دامنه ی تغییرات باید بفهمیم که داده ها یمان را در چند دسته طبقه بندی کرده و طول طبقات را چگونه بدست آوریم برای پیدا کردن طول طبقات از فرمول استفاده کرد طول طبقات به ما نشان می دهد که هر دسته باید چند تا چند تا بالا رود . تعداد دسته ها را هم همان طور که قبلاً ذکر شده در نظر گرفتیم .

خط و نشان :

خط و نشان در جدول فراوانی نشان دهنده میزان داده های آن دسته در کل داده هاست که با خطوطی مشخص می شود در کشیدن خط و نشان برای هر عدد یک خط گذاشته می شود تنها موردی که قابل تذکر است در عدد پنج خط پنجم چهار خط اولیه را قطع می کند (1111) این علامت عدد 5 را نشان می دهد)

فراوانی مطلق : فراوانی مطلق در واقع همان خط و نشان است که میزان فراوانی داده های دسته ی مورد نظر را در کل داده ها به ما نشان می دهد با این تفاوت که در فراوانی مطلق میزان با عدد مشخص می شود.

مرکز دسته :

برای بدست آوردن مرکز دسته از فرمول استفاده می کنیم طریقه ی استفاده کرده به این صورتی است که کران بالایی و پایینی هر دسته را باهم جمع و بر دو تقسیم می کنیم .

فراوانی نسبی و درصد آن برای بدست آوردن فراوانی نسبی از فرمول استفاده می کنیم همان طور که فرمول نشان می دهد باید فراوانی مطلق را به کل فراوانی ها ( جمع همه فراوانی یا میزان کل داده ها) تقسیم نموده و برای بدست آوردن درصد آن کافی است عدد به دست آمده از فراوانی نسبی × 100 کنیم

فراونی تجمعی :

فراوانی تجمعی

درصد فراوانی نسبی

فراوانی نسبی

مرکز دسته

فراوانی مطلق

خط ونشان

دسته ها

4

4

1111

5

1

1

12

7

1111

11