时变反应扩散系统中螺旋波和湍流的控制 被引量：16

1

作者 马军 靳伍银 +1 位作者 易鸣 李延龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期2832-2841,共10页

研究了一类参数时变的反应扩散系统中螺旋波和湍流对外电场的响应问题.在数值模拟中,以一类改进的Fitzhugh-Nagumo模型为研究对象(在恰当参数值下可分别描述激发介质和振荡介质),考虑随机和不确定因素(如内外噪声、气压、温度梯度分布... 研究了一类参数时变的反应扩散系统中螺旋波和湍流对外电场的响应问题.在数值模拟中,以一类改进的Fitzhugh-Nagumo模型为研究对象(在恰当参数值下可分别描述激发介质和振荡介质),考虑随机和不确定因素(如内外噪声、气压、温度梯度分布和介质形变等)所引起的系统参数涨落对斑图演化的影响,在模拟中选取的参数涨落范围确保系统可以观测到稳定旋转的螺旋波、漫游的螺旋波和湍流,经历一定的暂态过程后,对介质施加极化电场,研究螺旋波和湍流在外电场中的演化.数值计算结果表明:在系统参数发生涨落和外电场强度比较小情况下,主要观测到螺旋波的破裂;而在系统参数发生涨落和外电场强度比较大时,螺旋波先发生破裂,最终在外电场作用下,系统达到稳定均匀态.基于系统快变量的瞬时状态闪图来描述参数涨落和外电场作用下斑图的演化问题,并进行了对应的理论分析. 展开更多

关键词 螺旋波 湍流 时变系统 fitzhugh-nagumo模型

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分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元的动力学特性及其同步 被引量：11

2

作者 刘勇 谢勇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期2147-2155,共9页

通过对分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元的研究,当外加电流强度作为分岔参数时,发现这种模型神经元从静息态到周期放电态所经历的Hopf分岔点不同于相应的整数阶模型神经元的分岔点;而且分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元呈现周期放电的... 通过对分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元的研究,当外加电流强度作为分岔参数时,发现这种模型神经元从静息态到周期放电态所经历的Hopf分岔点不同于相应的整数阶模型神经元的分岔点;而且分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元呈现周期放电的外加电流强度的范围比相应的整数阶模型神经元的范围小,然而放电频率却比相应的整数阶模型神经元的放电频率高.同时还揭示在周期放电的情况下分数阶FitzHugh-Nagumo模型神经元之间的同步速率比相应的整数阶模型神经元之间的同步速率快.在数值模拟分数阶微分方程时,采用了精度高、速度快的Adomian分解算法. 展开更多

关键词 分数阶 HOPF分岔 fitzhugh-nagumo模型 同步

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混沌信号驱动实现螺旋波和时空混沌抑制 被引量：6

3

作者 马军 应和平 +1 位作者 李延龙 李维学 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 2006年第1期45-49,共5页

首次提出采用Logistic映射的混沌信号抑制螺旋波.应用该方案对2个模型包括Fitzhugh-Nagumo和Pan-filov系统进行了研究.数值计算结果表明:在无噪声下,微弱的混沌信号驱动可以很快控制系统到达均匀稳定态;在时空噪声下,可以观测到螺旋波... 首次提出采用Logistic映射的混沌信号抑制螺旋波.应用该方案对2个模型包括Fitzhugh-Nagumo和Pan-filov系统进行了研究.数值计算结果表明:在无噪声下,微弱的混沌信号驱动可以很快控制系统到达均匀稳定态;在时空噪声下,可以观测到螺旋波的破裂和丰富的斑图.该结果不同于噪声驱动下的螺旋波动态行为. 展开更多

关键词 混沌反控制 螺旋波 LOGISTIC映射 混沌信号 fitzhugh—nagumo模型 Panfilov模型

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FHN-ML电耦合神经元的发放模式和分岔分析 被引量：5

4

作者 杨雨潼 刘深泉 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2017年第3期306-313,共8页

以FitzHugh-Nagumo(FHN)和Morris-Leca(rML)神经元模型为基础,通过两个神经元的电耦合,构建一个FHNML模型。基于FHN-ML模型,研究外界刺激和时滞对FHN-ML模型发放模式的影响,并对该模型的簇放电类型进行分类。结果表明FHN-ML模型中ML神... 以FitzHugh-Nagumo(FHN)和Morris-Leca(rML)神经元模型为基础,通过两个神经元的电耦合,构建一个FHNML模型。基于FHN-ML模型,研究外界刺激和时滞对FHN-ML模型发放模式的影响,并对该模型的簇放电类型进行分类。结果表明FHN-ML模型中ML神经元发放模式对交流频率ω和钾离子平衡电位V_k改变非常敏感,可以得到不同的新型簇发放模式。随着时滞的增加,神经元放电先后经历混沌状态和周期簇放电,并且存在明显的加周期分岔现象。若应用快慢动力学分岔分析,将ML神经元中的慢变调节电流I作为分支参数,FHN-ML模型具有两种类型簇放电模式及其动力学性质。 展开更多

关键词 fitzhugh-nagumo模型 Morris-Lecar模型 电耦合 FHN-ML模型 神经元

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基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制

5

作者 赖瑶瑶 陈鑫梦 +1 位作者 柴振华 施保昌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期78-87,共10页

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是... 螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度. 展开更多

关键词 反馈控制法 钉扎螺旋波 fitzhugh-nagumo模型 格子BOLTZMANN方法

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Lévy噪声与周期力共同驱动下的螺旋波动力学 被引量：4

6

作者 陈绍英 袁国勇 +2 位作者 吴刚 崔倩倩 范红领 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期620-626,共7页

研究加性Lévy噪声与周期外力对FitzHugh-Nagumo可激系统中螺旋波动力学行为的影响.螺旋波波头的运动随外力周期在一定范围内呈规则变化,该规则变化可用相应的傅立叶谱理解,维持该规则变化的是锁频行为.Lévy噪声序列中包含着... 研究加性Lévy噪声与周期外力对FitzHugh-Nagumo可激系统中螺旋波动力学行为的影响.螺旋波波头的运动随外力周期在一定范围内呈规则变化,该规则变化可用相应的傅立叶谱理解,维持该规则变化的是锁频行为.Lévy噪声序列中包含着小概率的大尺度噪声,螺旋波波头运动改变主要来自于它们的影响,本文指出Lévy噪声对波头运动的影响也依赖于外力周期的取值.在适当的参数取值下,Lévy噪声的存在也能导致螺旋波的消失,这为螺旋波的控制、消除提供了一种方法.分析了系统周期与外力周期的锁定行为,给出了不同噪声强度下的Arnold舌,指出随机共振行为的存在. 展开更多

关键词 螺旋波 Lévy噪声 fitzhugh-nagumo模型

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微弱正弦信号在有噪声的FN神经元模型中的传输特性研究 被引量：2

7

作者 梁晓冰 刘希顺 +1 位作者 刘安芝 王博亮 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期78-82,共5页

长期以来弄清神经系统中的信号是如何传输的一直是广大研究人员努力的目标。针对一种被普遍研究的神经元简化模型——FitzHugh-nagumo(FN)模型,采用二阶随机龙格-库塔算法分析了该模型对加性噪声和微弱正弦信号的响应特性。时域和频域... 长期以来弄清神经系统中的信号是如何传输的一直是广大研究人员努力的目标。针对一种被普遍研究的神经元简化模型——FitzHugh-nagumo(FN)模型,采用二阶随机龙格-库塔算法分析了该模型对加性噪声和微弱正弦信号的响应特性。时域和频域的统计参数表明适当强度的噪声有利于信号的传输,存在随机共振现象,即与噪声强度关联的输出信噪比曲线为倒钟形;另外值得关注的是,与正弦信号频率关联的输出信噪比曲线也为倒钟形,分析可见正弦信号的无量纲频率在区间0.2~0.8时模型的输出信噪比最大,表明该神经元模型有频率敏感性,即更易于检测到该范围内的弱信号。上述结果与生物学的发现是一致的,将有助于进一步揭示周期信号在神经元中的传输方法,建立更加准确的神经元数学模型。 展开更多

关键词 fitzhugh-nagumo模型 神经元模型 噪声 随机共振 频率敏感性

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间歇线性反馈抑制螺旋波和时空混沌 被引量：1

8

作者 褚润通 马军 +1 位作者 刘延君 李世荣 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2006年第2期172-176,共5页

采用间歇线性反馈的方法研究了一类激发介质中螺旋波和时空混沌的抑制问题．采用系统的采样变量与Logistic混沌信号来驱动系统．数值计算表明：选择恰当的采样周期，在非常小的反馈增益和无噪声下，大约50～80个时间单位后就可以消除Fit... 采用间歇线性反馈的方法研究了一类激发介质中螺旋波和时空混沌的抑制问题．采用系统的采样变量与Logistic混沌信号来驱动系统．数值计算表明：选择恰当的采样周期，在非常小的反馈增益和无噪声下，大约50～80个时间单位后就可以消除Fitzhugh-Nagumo和Panfilov模型所对应的稳定旋转的螺旋波和时空混沌，系统达到稳定均匀态（0，0）．在时空噪声下，稳定旋转的螺旋波变得膨胀稀疏，可观测到螺旋波破裂和新的斑图． 展开更多

关键词 螺旋波 间歇反馈 时空混沌 fitzhugh-nagumo模型 Panfilov模型

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非均匀介质中螺旋波在负反馈作用下的演化 被引量：1

9

作者 潘多荣 《甘肃科学学报》 2012年第4期32-35,共4页

利用FitzHugh-Nagumo模型研究了非均匀介质中产生的螺旋波在反馈作用影响下的演化.在非均匀介质系统产生稳定的螺旋波后加入反馈作用,发现当反馈强度较小时,反馈作用使得螺旋波的波纹宽窄发生改变;当增加反馈强度时螺旋波的中心首先被打... 利用FitzHugh-Nagumo模型研究了非均匀介质中产生的螺旋波在反馈作用影响下的演化.在非均匀介质系统产生稳定的螺旋波后加入反馈作用,发现当反馈强度较小时,反馈作用使得螺旋波的波纹宽窄发生改变;当增加反馈强度时螺旋波的中心首先被打碎,随着时间变化螺旋波消失,之后出现一种新的稳定斑图.另一方面,在反馈作用区域较小时,螺旋波从中心打碎到形成另一种稳定的斑图所需的时间较长;在反馈作用较大时,螺旋波在较强的反馈作用下会迅速的被打破. 展开更多

关键词 螺旋波 反馈控制 fitzhugh-nagumo模型 非均匀介质

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经颅磁声电激励下Fitzhugh-Nagumo神经元模型放电特性分析

10

作者 徐亦豪 张帅 +4 位作者 赵清扬 由胜男 杜文静 赵明康 徐桂芝 《生命科学仪器》 2023年第2期64-76,共13页

经颅磁声电刺激(Transcranial Magneto-acoustic-electrical Stimulation,TMAES)是一种利用超声和磁场共同作用于大脑的新型无创调控手段。神经元是神经系统的基本结构和功能单元,在信息编码过程中起重要作用。本文基于Fitzhugh-Nagumo... 经颅磁声电刺激(Transcranial Magneto-acoustic-electrical Stimulation,TMAES)是一种利用超声和磁场共同作用于大脑的新型无创调控手段。神经元是神经系统的基本结构和功能单元,在信息编码过程中起重要作用。本文基于Fitzhugh-Nagumo模型,对神经元施加不同刺激参数,研究非线性系统的放电行为,并考虑磁声耦合效应,结合非线性动力学分析外加刺激参数对神经元放电时间序列的影响。结果表明,感应电流作用下,随刺激强度增加,神经元由静息态转变为周期放电,通过相图平衡点稳定性判断神经元是否为周期放电。感应电场作用下,神经元放电频率随外加刺激参数和外加电场调制角频率的增大逐渐增加。经颅磁声电作用下,神经元表现出频率适应性,其放电周期随外加电场强度Eext调制角频率的增加逐渐减小;同时,神经元受到调制超声频率的影响表现出明显的正相关放电特性,有利于调节神经元兴奋性。研究结果有助于推动经颅磁声电刺激下神经网络的动力学研究,对神经类疾病的治疗有重要研究意义和参考价值。 展开更多

关键词 经颅磁声电刺激 fitzhugh-nagumo模型 分岔机制 神经元频率适应性

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α稳定分布噪声下基于FHN模型的UWB-IR信号检测 被引量：1

11

作者 蒋磊 陈博文 +1 位作者 张群 李涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1423-1428,共6页

针对传统FitzHugh-Nagumo(FHN)模型检测方法在α稳定分布噪声条件下检测性能退化的问题,在α稳定分布的统计特性基础上,将三倍分散系数异常值剔除准则引入FHN模型检测方法,提出基于三倍分散系数-FHN模型的超宽带冲激无线电(ultra wideba... 针对传统FitzHugh-Nagumo(FHN)模型检测方法在α稳定分布噪声条件下检测性能退化的问题,在α稳定分布的统计特性基础上,将三倍分散系数异常值剔除准则引入FHN模型检测方法,提出基于三倍分散系数-FHN模型的超宽带冲激无线电(ultra wideband-impulse radio,UWB-IR)检测方法。此外,对传统三倍分散系数准则进行改进,使用样本分位数法对α稳定分布参数进行估计,避免了传统三倍分散系数准则对α稳定分布参数先验信息的依赖,使其适合全盲条件下的UWB-IR信号检测。仿真实验表明,该算法能有效抑制α稳定分布噪声中的强脉冲,可较好地重构UWB-IR信号波形,实现了强α稳定分布噪声条件下UWB-IR信号的有效检测。 展开更多

关键词 超宽带 Α稳定分布 fitzhugh-nagumo模型 三倍分散系数准则

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用Matlab仿真噪声激励的FitzHugh-Nagumo系统模型 被引量：1

12

作者 宋丽红 罗泽举 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第9期56-58,52,共4页

讨论了FitzHugh-Nagumo的系统特性,用Matlab的编程功能仿真FitzHugh-Nagumo系统在噪声激励下的几种性态:系统可以在噪声激励下由极限环变为焦点;足够大的噪声可以使系统的Lyapunov指数收敛。因此,Matlab可以描述FitzHugh-Nagumo系统的... 讨论了FitzHugh-Nagumo的系统特性,用Matlab的编程功能仿真FitzHugh-Nagumo系统在噪声激励下的几种性态:系统可以在噪声激励下由极限环变为焦点;足够大的噪声可以使系统的Lyapunov指数收敛。因此,Matlab可以描述FitzHugh-Nagumo系统的非常有规律的动力学行为,提高了学生的实践编程能力,达到机器学习的实验教学效果。 展开更多

关键词 Matlab仿真教学 fitzhugh-nagumo模型 动力学行为

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一类FitzHugh-Nagumo离散模型的混沌控制

13

作者 付景超 孙红艳 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第3期1-5,共5页

首先给出Marotto意义下FitzHugh-Nagumo离散模型存在的混沌现象及其动力学行为,然后利用非线性反馈线性化的轨迹跟踪控制原理为FitzHugh-Nagumo离散模型设计控制器,最后将模型稳定到不动点或周期轨道上,数值仿真结果验证了该方法的有效性.

关键词 fitzhugh-nagumo离散模型 混沌控制 轨迹跟踪控制原理

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