外电场作用下神经元网络同步特性

研究了外部电场对神经元网络同步活动的潜在作用机制。基于HH神经元模型, 通过改进的欧拉法对描述神经元模型的微分方程进行数值求解, 分别研究了直流和交流电场作用下兴奋—抑制性神经元网络的同步行为。结果表明, 直流电场可以有效地削弱引入适应性电流及解除抑制性突触连接所引起的网络同步性减弱的趋势; 对于交流电场同样可以削弱适应性电流所引起的负面影响, 且网络的同步活动对交流电场的幅值和频率都存在一定的选择性。研究结论有助于推动以电刺激作为治疗某些神经系统疾病的有效手段的进一步发展。     

关于正弦起搏器控制耦合神经元的去同步探索

以全同HR神经元的耦合系统为例,探索了通过加入正弦起搏器实现其去同步的问题.发现正弦起搏器不但可以减弱系统的同步性,还可以改变神经元的放电模式.对系统去同步情况进行了分类,用度量指标刻画系统的去同步程度,并进行了相应的数值模拟.结果表明:在一定参数范围内,系统的去同步效果对于神经元间耦合强度的敏感性远大于对起搏器的控制强度的敏感性.     

自抗扰控制在HR神经元同步中的应用研究

神经元同步是生物功能得以实现的重要机制,其同步研究已经成为神经电生理学研究领域的热点和难点问题.针对神经元同步问题中同步控制律对神经元模型的依赖以及同步控制律复杂而难以实现的不足,采用不依赖于被控对象精确数学模型且实现简单的线性自抗扰控制器实现HR神经元系统的同步.自抗扰控制的核心部分-扩张状态观测器能够实时估计和补偿各种扰动,实现干扰存在时HR神经元的同步,数值仿真结果表明在自抗扰控制作用下,即使存在阶跃和正弦干扰,主、从神经元动态响应曲线仍能重合,获得良好的HR神经元同步效果.     

三个电耦合神经元系统同步分析和模拟

研究了三个线形和环形耦合HR神经元网络模型的同步行为.通过构造合适的Lyapunov函数和LMI方法,获得线性化偏差系统零解的全局渐近稳定性和全局指数稳定性,给出实现同步的相关判据.进一步地,环形耦合网络比线形耦合网络更容易同步.数值结果显示了我们结果的有效性.     

不同耦合类型的三维Hybrid神经元同步动力学

神经元网络的信息传递与多个神经元间的耦合同步密切相关.大量研究表明,神经元耦合系统的同步化问题是研究大脑处理信息的关键.本文基于三维混合神经元模型研究了神经元的复杂放电,该模型由Wilson模型的快子系统和H-R模型的慢子系统组成.该模型能够重现大脑皮层神经元一系列包括规则峰放电、快速峰放电和簇放电等神经动力学行为.本文基于三维混合神经元模型,探讨了三维混合神经元在电突触耦合、化学突触耦合和磁通耦合条件下的同步放电行为,模拟膜电位序列图、相位差图等探讨恒同及非恒同下耦合强度对神经元同步放电的影响.本研究将为人们进一步了解神经系统疾病的发病机制提供指导和帮助,并为神经科学领域提供可能的研究思路.     

兴奋性化学突触耦合的神经元的同步

基于动力系统的稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统的最大Lyapunov指数,研究了经兴奋性化学耦合的快峰神经元的同步动力学.研究表明,随着一些关键参数的改变,耦合神经元能呈现丰富的同步行为,如各种周期的同步和混沌的同步.研究结果对理解神经元系统的同步运动具有指导意义.     

Morris-Lecar神经元的抗干扰同步研究

生物神经元同步控制是神经电生理学研究的热点和难点问题。针对生物神经元同步控制算法大多依据神经元模型且存在相对复杂、难以实现的不足,以Morris-Lecar神经元为研究对象,设计基于主动补偿的抗干扰控制同步算法,仅用一个控制输入实现无干扰时的生物神经元膜电位同步;同时,为研究干扰存在时Morris-Lecar神经元膜电位的同步效果,加入阶跃干扰,抗干扰同步控制算法能够有效估计和补偿干扰,实现膜电位同步。数值仿真结果表明抗干扰同步控制算法能够实时估计和补偿扰动对同步的影响,不依赖于神经元的精确模型而具有良好的同步效果,为生物神经元同步控制提供了一种简单有效的思路。     

一种鲁棒性较强的新神经元模型及其在模糊推理中的应用

提出一种具有较强鲁棒性的神经元模型，能实现与、或和混合－并模糊逻辑运算。利用该神经元模型，构造了一个神经网络，基于该网络的模糊推理方法远比Zadeh的CRI方法更易于满足模糊推理的一致性要求，可望在面向医学和人文社会科学等领域的模糊专家系统及模糊决策支持系统中获得应用。     

基于部分同步计算的神经网络排序模型分析

本文将神经网络用于求解排序问题，建立了一个基于部分同步计算的人工神经网络排序模型。网络的无教师学习过程就是排序过程。文中还给出了元索个数很多时的排序策略。     

时滞影响下的环式耦合混沌神经元同步

由于突触连接,神经元之间的信息传递普遍存在着时滞效应．本文讨论时滞对四个环式耦合混沌HR（Hindmarsh—Rose）神经元的同步动力学行为影响．通过计算同步差,发现适当的时滞会诱发或增强混沌神经元间的完全同步,即时滞的作用使耦合系统在较小的耦合强度下存在稳定的同步状态．进一步还发现时滞会诱发神经元间出现相位同步,增大在相同步窗口．此外,在完全同步出现可以观察到由时滞诱发的一些复杂现象,包括近似同步与相位同步之间的转迁等．     

电场中导电液滴电场效应的数值模拟

为研究低电导率导电液滴的电场效应,采用开源计算流体力学(CFD)软件OpenFOAM,设计了一种基于漏介质模型(leaky dielectric model)和流体体积(volume of fluid, VOF)法的电流体雾化(electrohydrodynamic atomization, EHDA)求解器,并将数值结果与Taylor的解析值进行了比较.模拟结果预测了液滴的变形方式以及液滴内外的环流模式.研究发现,在外加电场作用下,液滴会发生“扁长型”或“扁圆型”变形,并在内部形成稳定的环流,液滴只会发生变形,而不会发生宏观运动;随着电场强度的增加,液滴的变形越来越大,小变形情况下,模拟值与理论值基本吻合,验证了数值方法的正确性;当液滴的变形量较大时,模拟结果开始偏离理论值,与实验观察结果一致.此外,电导率比值的改变对液滴变形的影响也比较明显,而介电常数比的改变对液滴变形的影响则不太明显.     

Stability and Exponential Synchronization of High-Order Hopfield Neural Networks with Mixed Delays

This paper investigates the problems of stability and synchronization for high-order recurrent neural networks with mixed delays. Firstly, we establish sufficient conditions to ensure the asymptotic stability and then the exponential synchronization. Furthermore, our results are applied to two chosen systems to demonstrate the effectiveness of the obtained theoretical results.     

Exponential Lag Synchronization of Memristive Neural Networks with Reaction Diffusion Terms via Neural Activation Function Control and Fuzzy Model

This paper is concerned with the problem of exponential lag synchronization of memristive neural networks with reaction diffusion terms via neural activation function control and fuzzy model. An memristor‐based circuit which exhibits the feature of pinched hysteresis is introduced and further, the memristive neural networks with reaction diffusion terms and such system containing fuzzy model are described at length, respectively. By utilizing the Lyapunov functional method and the neural activation function controller depending on the output of the system in the case of packed circuits, some concise conditions are acquired to guarantee the slave systems exponential lag synchronized with the master systems. Finally, several simulated examples are also presented to demonstrate the correctness of the theoretical results.     

基于M&S模型的分布式认知无线电网络时间同步机制

针对分布式认知无线电网络(DCRN)中节点时间同步的问题,提出一种基于M&S同步模型的节点协作式时间同步机制。首先,选定的主用户(PU)通过控制信道将其空闲频谱列表广播到邻居节点,以确定节点对之间的可用公共信道;然后,邻居节点以该PU节点为参考,在公共信道上发送同步信息,并通过M&S同步模型调整内部计时器,从而实现时钟同步;经过多次迭代,最终实现全网时间同步。实验结果表明,该方案能够实现DCRN的时间同步,同时具有较快的收敛速度和较低的开销。     

双桨船轴频电场建模与仿真

船体由于腐蚀会产生腐蚀电流,螺旋桨-轴的转动调制腐蚀电流在海水中产生低频电场。船模电场测量实验表明,轴频电场与轴转动频率有关,其基频与轴转动频率一致的。采用一对处于相同位置的运动时谐垂直电偶极子,偶极子的频率于轴转动频率一致,建立空气-海水-海床三层模型下的双桨船轴频电场模型,进行了不同轴频频率和不同轴电流初始相位情况下的轴频电场仿真分析,结果表明,轴转动频率和初相位对轴频电场有较大影响。     

基于大气电场特征的天气现象识别算法研究

由于天气受到多种因素综合影响,具有时变性和不确定性,大气电场对气溶胶含量、水汽含量、云量、温度等要素的变化有着敏锐的反应,不同的天气条件下大气电场呈现出不同的特性.为提高天气识别准确率,提出一种利用大气电场特征的天气识别算法.首先利用统计学和小波能量谱分析方法,提取大气电场的时幅域、频域特征,然后进行归一化处理,最后采用BP神经网络技术对特征进行训练,建立天气现象识别模型.实验结果表明,大气电场的特征,有助于了解大气电场与气候变化之间的关系,可对晴天、阴天、雨天和雷暴等典型天气进行识别,提高了天气现象自动化观测水平.     

H+离子敏场效应传感器的SPICE模型仿真分析

本文从离子敏场效应晶体管(ISFET)的传感机理出发,利用计算机辅助设计软件(SPICE)建立了ISFET的物理模型。借助此模型,对器件的电学行为进行了模拟,仿真结果与实验数据取得了良好的一致性。     

改进SOM神经网络在电力调度故障诊断中的应用

为了解决电力调度自动化系统中故障、安全监测不到位,尤其是缺少精确定位和关联分析等问题,利用改进的SOM神经网络提出了一种故障诊断模型.首先,在分析调度系统历史数据基础上,提取故障的特征向量,建立学习样本.接着通过算法训练输入和输出间的内在联系,供后续测试验证使用.最后,在已具备数据内在映射关系的网络中,测试待检测数据,验证其故障诊断的效果.最后的结果表明,此模型对不同类型故障识别和诊断能力较强,是一种行之有效的人工智能诊断方法.     

Synchronization of Locally Coupled Neural Oscillators

A new method of controlling Fitzhugh-Nagumo (F-N) neural oscillators, Fitzhugh [1], with local coupling is presented. It is proved that through the use of an additive closed-loop controlling action that entrains each neural oscillator to a goal behavior, necessary and sufficient conditions for the occurrence of synchronization in networks of unidirectionally self-connected neural oscillators are obtained in terms of asymptotic stability. These conditions suggest that rapid global synchronization can be achieved using sufficiently strong local inhibitory connections.     

中国微米纳米_基于电场的快速暂态过电压测量

提出了一种基于电场的VFTO测量方法,以实现气体绝缘变电站(Gas Insulated Substations GIS)开关操作引起的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage VFTO)的测量.通过MEMS电场传感器测量GIS母线周围的电场,进行大量试验确定电场强度与母线电压的线性关系,并对传感器进行标定,实现VFTO的测量.从理论上对GIS变电站不同负载的VFTO建模并进行仿真数值计算;使用扫频法、方波响应法对电场传感器的响应特征进行了测试,高频截止频率>134 MHz;在实验室内进行了高幅值电压测量实验,在云南电网公司超高压试验研究基地进行GIS变电站现场VFTO测量实验,结果表明利用电场传感器能够进行快速暂态过电压的测量.