發(fā)布時間：2017-04-17 20:14

  本文關(guān)鍵詞：基于突觸可塑性的神經(jīng)信息傳遞的模型構(gòu)建及仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：信息化的背景加之科技的日新月異，使得電子系統(tǒng)電磁環(huán)境變得愈來愈復(fù)雜，而諸如接地、屏蔽、濾波等傳統(tǒng)電磁抗擾模式的弊端日益凸顯，這一現(xiàn)象在信息化戰(zhàn)爭中尤為顯著。因此，如何有效地提升電子系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境中的可靠性與適應(yīng)性，已成為現(xiàn)今社會生活以及軍事領(lǐng)域中亟待解決的問題。 本文基于電磁仿生防護的理念以及生物體在復(fù)雜電磁環(huán)境下的自適應(yīng)抗擾優(yōu)勢，圍繞“抗擾現(xiàn)象是什么”、“抗擾機理是什么”、“抗擾能力有多大”三方面，對生物體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)信息的傳遞機理，突觸可塑性機制與生物自適應(yīng)的關(guān)系，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及抗擾能力分析展開了深入的研究，主要研究工作和創(chuàng)新點如下： 首先，研究了突觸在神經(jīng)信息傳遞及處理過程中的關(guān)鍵作用，分析了突觸可塑性與生物自適應(yīng)抗擾的關(guān)系； 通過對單神經(jīng)元動作電位的產(chǎn)生、傳遞機理以及突觸在神經(jīng)元間信息傳遞的關(guān)鍵作用的深入研究，，從數(shù)學和工程的角度量化了脈沖時間依賴可塑性對神經(jīng)元活動的影響，進而揭示了突觸可塑性是影響生物自適應(yīng)抗擾特性的重要因素。 其次，構(gòu)建了自適應(yīng)抗擾網(wǎng)絡(luò)模型并分析該模型的自適應(yīng)抗擾能力； 構(gòu)建基于脈沖時間依賴可塑性（Spike Timing-Dependent Plasticity，STDP）機制的單輸出和多輸出兩種全連接式自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在STDP機制調(diào)控權(quán)重的條件下，結(jié)合真實生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型進行了抗擾仿真實驗。結(jié)果表明，所構(gòu)建的全連接式前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有一定程度的自適應(yīng)抗擾能力。 最后，驗證了所構(gòu)建的自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的自適應(yīng)抗擾能力與STDP機制密切相關(guān)。 分別在具有STDP機制和不具有STDP機制調(diào)控權(quán)重的條件下，分別對所構(gòu)建的單/多輸出網(wǎng)絡(luò)模型進行抗擾仿真實驗，揭示了所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型的穩(wěn)定性與STDP機制的關(guān)系：所構(gòu)建的全連接式前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗擾能力與STDP可塑性機制對神經(jīng)元間連接權(quán)重的動態(tài)調(diào)控密切相關(guān)。 本文的研究工作為將生物系統(tǒng)抗擾機制引入電子電路設(shè)計，進而提升復(fù)雜電磁環(huán)境下電子系統(tǒng)的電磁防護能力奠定理論研究基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：電磁仿生防護 突觸可塑性 STDP機制 前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 自適應(yīng)抗擾
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP183;R318.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.1.1 需求背景9
• 1.1.2 研究背景9-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 電磁仿生防護研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 神經(jīng)元模型研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 突觸可塑性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文思路和內(nèi)容安排16-19
• 第二章 神經(jīng)信息傳遞的機理研究及仿真模型選取19-33
• 2.1 神經(jīng)信息傳遞的生理機制19-27
• 2.1.1 神經(jīng)元動作電位的產(chǎn)生機制20-21
• 2.1.2 神經(jīng)元動作電位的傳導(dǎo)機制21-22
• 2.1.3 神經(jīng)元之間的信息傳遞—突觸22-23
• 2.1.4 突觸可塑性23-26
• 2.1.5 突觸可塑性與生物自適應(yīng)26-27
• 2.2 單個神經(jīng)元電生理模型的選取27-31
• 2.3 前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 神經(jīng)信息傳遞的模型構(gòu)建及仿真分析33-45
• 3.1 基于 STDP 機制的兩個神經(jīng)元連接模型及仿真33-37
• 3.1.1 Izhikevich 神經(jīng)元模型33-34
• 3.1.2 單向作用的 STDP 機制調(diào)控模型34-36
• 3.1.3 雙向作用的 STDP 機制調(diào)控模型36-37
• 3.2 基于 STDP 機制的多突觸前單突觸后連接模型及仿真37-43
• 3.2.1 突觸前輸入為多個神經(jīng)元放電序列37-39
• 3.2.2 突觸前輸入為服從泊松分布的多個脈沖序列39-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 第四章 自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及抗擾仿真分析45-55
• 4.1 全連接式自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建45-46
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型的抗擾仿真實驗46-49
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)輸入對輸出的影響46-47
• 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型的自適應(yīng)抗擾仿真實驗47-49
• 4.3 網(wǎng)絡(luò)模型的自適應(yīng)抗擾能力與 STDP 機制49-53
• 4.3.1 單輸出網(wǎng)絡(luò)模型的抗擾能力驗證49-52
• 4.3.2 多輸出網(wǎng)絡(luò)抗擾能力驗證52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第五章 結(jié)論55-58
• 5.1 總結(jié)55-56
• 5.2 工作展望56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀學位期間所取得的相關(guān)科研成果62-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：基于突觸可塑性的神經(jīng)信息傳遞的模型構(gòu)建及仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314229