生物神經系統(tǒng)同步是生物電生理學研究的熱點和難點問題。生物神經系統(tǒng)同步的控制算法大多依據神經系統(tǒng)模型設計,存在算法相對復雜、難以實現(xiàn)的不足。本書針對各類神經系統(tǒng)模型,包括HH、HR、Morris-Lecar、Ghostburster、 Fitzhugh-Nagumo等神經系統(tǒng)為研究對象,設計抗干擾控制同步算法,包括主動補償控制算法及線性自抗擾控制算法,實現(xiàn)生物神經元之間、生物神經網絡各節(jié)點間膜電位的同步。同時,為考察干擾存在時各神經系統(tǒng)膜電位的抗擾同步效果,仿真中加入各種干擾信號,抗抗控制仍能實現(xiàn)神經系統(tǒng)膜電位間的同步。數(shù)值仿真結果表明抗擾控制算法能夠實時估計和補償擾動對同步的影響,不依賴生物神經系統(tǒng)的精確模型,以及干擾信號的具體模型即可獲得良好的生物神經系統(tǒng)膜電位同步效果,為生物神經系統(tǒng)同步控制提供了更為實際有效的思路。
1 緒論
1.1 引言
1.2 生物神經系統(tǒng)簡介
1.2.1 生物神經元
1.2.2 生物神經信號
1.2.3 生物神經網絡
1.2.4 生物神經系統(tǒng)同步
1.3 生物神經系統(tǒng)的研究概況
1.4 生物神經系統(tǒng)的研究意義
1.5 本書內容簡介
參考文獻
2 生物神經系統(tǒng)動力學模型
2.1 生物神經元模型
2.1.1 Hodgkin—Huxley(HH)神經元模型
2.1.2 FitzHugh—Nagumo(FHN)神經元模型
2.1.3 Morris—Lecar神經元模型
2.1.4 HR神經元模型
2.1.5 Chav模型
2.1.6 Ghostburster神經元模型
2.1.7 Leech模型
2.2 生物神經網絡模型
2.2.1 HH生物神經網絡
2.2.2 HR生物神經網絡
2.2.3 FitzHugh—Nagumo生物神經網絡
2.3 本章小結
參考文獻
3 HR生物神經系統(tǒng)的Shilnikov分析
3.1 引言
3.2 HR神經元模型及數(shù)學分析
3.3 HR神經元模型的Shilnikov分析
3.4 數(shù)值仿真研究
3.5 本章小結
參考文獻
4 HR生物神經系統(tǒng)的抗干擾同步
4.1 HR生物神經元的抗干擾同步
4.1.1 基于主動補償?shù)目箶_控制同步設計
4.1.2 線性自抗擾同步設計
4.2 HR生物神經網絡的線性自抗擾同步
4.2.1 問題描述
4.2.2 線性自抗擾同步控制設計
4.2.3 仿真研究
4.2.4 小結
4.3 HR生物神經網絡的主動補償抗擾同步
4.3.1 問題描述
4.3.2 主動補償抗擾同步控制設計
4.3.3 仿真研究
4.3.4 小結
4.4 HR生物神經網絡的復合抗干擾同步
4.4.1 HR生物神經網絡模型
4.4.2 滑模及線性自抗擾復合抗干擾同步設計
4.4.3 仿真研究
4.4.4 小結
4.5 本章小結
參考文獻
5 FitzHugh—Nagumo生物神經系統(tǒng)的抗干擾同步
5.1 引言
5.2 FHN生物神經系統(tǒng)同步問題描述
5.2.1 FHN生物神經元的動力學模型
5.2.2 FHN生物神經元的同步問題描述
5.3 基于動態(tài)補償?shù)目箶_控制同步設計
5.4 仿真研究
5.5 本章小結
參考文獻
6 Ghostburster神經元的抗干擾同步
6.1 引言
6.2 問題描述
6.2.1 Ghostburster神經元模型
6.2.2 Ghostburster神經元的動力學行為
6.2.3 Ghostburster神經元同步問題描述
6.3 基于主動補償?shù)目箶_控制器設計
6.4 仿真研究
6.5 本章小結
參考文獻
7 Morris—Lecar神經系統(tǒng)的抗干擾同步
7.1 引言
7.2 Morris—Lecar神經元模型
7.3 Morris—Lecar神經元的放電特性
7.4 Morris—Lecar神經元的同步問題描述
7.5 基于主動補償?shù)目垢蓴_同步設計
7.5.1 同步結構及抗干擾控制律
7.5.2 Morris—Lecar生物神經元的抗干擾同步效果
7.5.3 小結
7.6 基于線性自抗擾的Morris—Lecar生物神經元同步設計
7.6.1 二階線性自抗擾控制律
7.6.2 Morris—Lecar神經元線性自抗擾同步的閉環(huán)穩(wěn)定性
7.6.3 Morris—Lecar神經元的線性自抗擾同步效果
7.6.4 小結
7.7 本章小結
參考文獻
8 Hodgkin-Huxley神經系統(tǒng)的抗干擾同步
8.1 引言
8.2 HH神經元模型
8.3 HH神經元的放電特性
8.4 HH神經元的同步問題描述
8.5 基于主動補償?shù)目垢蓴_同步設計
8.5.1 基于主動補償?shù)目垢蓴_同步控制律設計
8.5.2 基于主動補償?shù)目垢蓴_閉環(huán)同步控制穩(wěn)定性分析
8.5.3 仿真研究
8.5.4 小結
8.6 基于線性自抗擾的HH生物神經元同步設計
8.6.1 線性自抗擾同步控制律設計
8.6.2 基于線性自抗擾控制的閉環(huán)同步偏差分析
8.6.3 仿真研究
8.6.4 小結
8.7 本章小結
參考文獻
9 總結與展望