時滯Fitzhugh-Nagumo神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滯后分岔現(xiàn)象分析及應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-08-05 05:50
滯后型非線性現(xiàn)象在生物學中的各個領(lǐng)域普遍存在,但是用數(shù)學方法研究生物學中滯后型非線性現(xiàn)象的時間并不長,實驗方法的局限性以及捕捉這種非線性過程的潛在機制的實驗困難,使得數(shù)學建模仿真變得尤為重要。目前對生物學領(lǐng)域滯后現(xiàn)象的研究大多通過在數(shù)學方程中插入滯后算子來識別和建模生物過程,盡管如此,仍然存在各種沒有明確嵌入滯后算子的生物模型,但是在這些模型的分岔圖中清晰地顯示出了滯后現(xiàn)象。在時滯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,因為時滯的存在,系統(tǒng)的性態(tài)會發(fā)生變化,產(chǎn)生各種形式的分岔,在對分岔的研究中,Hopf分岔是普遍存在的一種動態(tài)分岔,其中亞臨界Hopf分岔被稱為災(zāi)難性分岔,會產(chǎn)生滯后分岔這一現(xiàn)象。目前對時滯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Hopf分岔的研究通常計算繁瑣且只對分岔的方向和穩(wěn)點性進行了分析,而很少分析其產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象。因此,為了揭示時滯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中滯后分岔產(chǎn)生的機理,更好地認清神經(jīng)活動的規(guī)律,減少實驗和數(shù)值分析的成本,本文采用了一種基于多尺度的弱非線性分析方法來對時滯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滯后分岔現(xiàn)象進行分析,并將其應(yīng)用到了著名的FitzhughNagumo(FHN)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中。本文主要的研究內(nèi)容如下:(1)基于多尺度及微擾動原理,結(jié)...
【文章來源】:東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
簡單的滯后系統(tǒng)
為了更加直白地表示分岔的具體情況,在(x,μ)的空間中畫出系統(tǒng)(2-1)當分岔參數(shù)μ變化時,平衡點、極限環(huán)等隨之變化的圖形,我們稱這樣的圖形為分岔圖[54]。特別的,在分岔參數(shù)的變化范圍內(nèi),系統(tǒng)可能存在不只一個分岔,可能在不同的參數(shù)值處出現(xiàn)兩個甚至是多個分岔,如圖2.2所示,當分岔參數(shù)μ=μ1時系統(tǒng)x=0分岔出一個分岔解,當μ=μ2時又從第一個分岔解上分出了第二個分岔。)?
如圖2.3(c)所示為解曲線為時的叉形分岔圖,對于解曲線時平衡點漸進穩(wěn)定;時平衡點不穩(wěn)定。對于解曲線時平衡點穩(wěn)定。該叉形分岔的特點是在時有非平凡解,該非凡解對應(yīng)的參數(shù)大于臨界值,故稱為超臨界叉形分岔,若非凡解對應(yīng)的參數(shù)小于臨界值則稱為亞臨界叉形分岔。2.4.2 霍普夫(Hopf)分岔
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一類多時滯細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)換[J]. 張婷婷,馬淑芳. 哈爾濱理工大學學報. 2019(06)
[2]時滯耦合系統(tǒng)動力學的研究進展[J]. 茅曉晨. 動力學與控制學報. 2017(04)
[3]時滯動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔:從理論走向應(yīng)用[J]. 王在華,胡海巖. 力學進展. 2013(01)
[4]微生物連續(xù)發(fā)酵模型及正解的存在性與穩(wěn)定性分析[J]. 王詩云,楊淑輝,葉劍雄,馮恩民. 生物數(shù)學學報. 2010(01)
[5]通風房間氣流分叉的研究[J]. 梁珍,張吉禮,陸亞俊. 低溫建筑技術(shù). 2007(03)
[6]時延神經(jīng)元的Hopf分岔控制[J]. 張洪,陳天麒. 控制理論與應(yīng)用. 2006(02)
[7]一類自治系統(tǒng)Hopf分叉及極限環(huán)幅值的時滯反饋控制[J]. 錢長照,符文彬. 動力學與控制學報. 2005(04)
[8]非線性時滯動力系統(tǒng)的研究進展[J]. 胡海巖,王在華. 力學進展. 1999(04)
博士論文
[1]基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中基序的動力學和功能研究[D]. 黃博.南京大學 2016
[2]球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)變?nèi)岫日駝拥姆植砼c滯后行為[D]. 張智勇.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]非線性動力系統(tǒng)雙Hopf分叉及在工程中的應(yīng)用[D]. 周艷.北京工業(yè)大學 2013
[4]耦合故障復(fù)雜轉(zhuǎn)子—軸承非線性系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性及其實驗研究[D]. 李朝峰.東北大學 2009
[5]定量方法研究原核細胞的DNA損傷修復(fù)過程動力學[D]. 倪鳴.北京大學 2008
[6]時延神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的Hopf分岔、混沌及其控制研究[D]. 周尚波.電子科技大學 2003
碩士論文
[1]時延混沌吸引子系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 王悅.湖南大學 2018
[2]幾類時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定與同步研究[D]. 操鈺婷.華中科技大學 2017
[3]時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔[D]. 郭英佳.吉林大學 2010
本文編號:3323191
【文章來源】:東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
簡單的滯后系統(tǒng)
為了更加直白地表示分岔的具體情況,在(x,μ)的空間中畫出系統(tǒng)(2-1)當分岔參數(shù)μ變化時,平衡點、極限環(huán)等隨之變化的圖形,我們稱這樣的圖形為分岔圖[54]。特別的,在分岔參數(shù)的變化范圍內(nèi),系統(tǒng)可能存在不只一個分岔,可能在不同的參數(shù)值處出現(xiàn)兩個甚至是多個分岔,如圖2.2所示,當分岔參數(shù)μ=μ1時系統(tǒng)x=0分岔出一個分岔解,當μ=μ2時又從第一個分岔解上分出了第二個分岔。)?
如圖2.3(c)所示為解曲線為時的叉形分岔圖,對于解曲線時平衡點漸進穩(wěn)定;時平衡點不穩(wěn)定。對于解曲線時平衡點穩(wěn)定。該叉形分岔的特點是在時有非平凡解,該非凡解對應(yīng)的參數(shù)大于臨界值,故稱為超臨界叉形分岔,若非凡解對應(yīng)的參數(shù)小于臨界值則稱為亞臨界叉形分岔。2.4.2 霍普夫(Hopf)分岔
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一類多時滯細胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性轉(zhuǎn)換[J]. 張婷婷,馬淑芳. 哈爾濱理工大學學報. 2019(06)
[2]時滯耦合系統(tǒng)動力學的研究進展[J]. 茅曉晨. 動力學與控制學報. 2017(04)
[3]時滯動力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔:從理論走向應(yīng)用[J]. 王在華,胡海巖. 力學進展. 2013(01)
[4]微生物連續(xù)發(fā)酵模型及正解的存在性與穩(wěn)定性分析[J]. 王詩云,楊淑輝,葉劍雄,馮恩民. 生物數(shù)學學報. 2010(01)
[5]通風房間氣流分叉的研究[J]. 梁珍,張吉禮,陸亞俊. 低溫建筑技術(shù). 2007(03)
[6]時延神經(jīng)元的Hopf分岔控制[J]. 張洪,陳天麒. 控制理論與應(yīng)用. 2006(02)
[7]一類自治系統(tǒng)Hopf分叉及極限環(huán)幅值的時滯反饋控制[J]. 錢長照,符文彬. 動力學與控制學報. 2005(04)
[8]非線性時滯動力系統(tǒng)的研究進展[J]. 胡海巖,王在華. 力學進展. 1999(04)
博士論文
[1]基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中基序的動力學和功能研究[D]. 黃博.南京大學 2016
[2]球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)變?nèi)岫日駝拥姆植砼c滯后行為[D]. 張智勇.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]非線性動力系統(tǒng)雙Hopf分叉及在工程中的應(yīng)用[D]. 周艷.北京工業(yè)大學 2013
[4]耦合故障復(fù)雜轉(zhuǎn)子—軸承非線性系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性及其實驗研究[D]. 李朝峰.東北大學 2009
[5]定量方法研究原核細胞的DNA損傷修復(fù)過程動力學[D]. 倪鳴.北京大學 2008
[6]時延神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的Hopf分岔、混沌及其控制研究[D]. 周尚波.電子科技大學 2003
碩士論文
[1]時延混沌吸引子系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 王悅.湖南大學 2018
[2]幾類時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定與同步研究[D]. 操鈺婷.華中科技大學 2017
[3]時滯系統(tǒng)的穩(wěn)定性與分岔[D]. 郭英佳.吉林大學 2010
本文編號:3323191
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