Применение моделей нейронных структур управления мышечным сокращением в задачах управления манипулятором. А.В. Бахшиев М.В. Алек

Формальный нейрон

Универсальная модель формального нейрона

Нейрон со структурной организацией мембраны

Раздельное вычисление вкладов в мембранный потенциал

Отказ от явного задания пороговой функции

С ОС “перезаряда” мембраны

Модель синапса

Функциональная схема модели нейрона

Организация структуры мембраны нейрона

Эффективность синаптической передачи
Влияние синапса на мембрану во времени
Зависимость эффективности от
отношения сопротивлений
Зависимость эффективности от
числа синапсов

Простейшие реакции модели нейрона

Частота разрядов нейрона в зависимости от размера
1 – зависимость средней частоты от числа импульсов в пачке
2 – зависимость средней частоты от числа участков сомы
Зависимость числа импульсов в пачке от числа участков сомы

Пейсмекерные нейроны
1 – частота разрядов нейрона от числа параллельных включений участков мембраны в сому
2 – частота разрядов от глубины ОС

Схема возвратного торможения на примере регуляции разрядов мотонейрона

ЧЧХ мотонейрона с возвратным торможением и в его отсутствии

Схема нейронной системы управления

Способы разделения сигналов с сенсора на дипазоны
A – разбиение на N независимых диапазонов
B – разбиение на N пересекающихся диапазонов

Схема управляющего элемента

Перекрестные тормозные связи

Варианты структуры исследуемых СУ
Рабочий диапазон сенсоров разбивался на непересекающиеся участки, перекрестные связи отсутствовали
Рабочий диапазон сенсоров разбивался на пересекающиеся участки, перекрестные связи отсутствовали
Рабочий диапазон сенсоров разбивался на непересекающиеся участки, включены перекрестные связи
Рабочий диапазон сенсоров разбивался на пересекающиеся участки, включены перекрестные связи

Зависимость от числа упр. элементов без пер. связей
http://www.youtube.com/watch?v=1ZrpbwBfQUc

Зависимость от числа упр. эл-в с перекр. связями
http://www.youtube.com/watch?v=X51i0czvN2A

Управление по углу, скорости и моменту
http://www.youtube.com/watch?v=fgmSFKwxpcY

Внешнее управление по углу
http://www.youtube.com/watch?v=uwDIIYLvJ2k

Управление звеном манипулятора
http://www.youtube.com/watch?v=cBVxJa0Rq1k

Зависимость амплитуды и скорости периодических колебаний звена около положения равновесия под действием внешних сил
A) – графики амплитуды B) – графики угловой скорости

Зависимость угла позиционирования звена и погрешности от числа управляющих элементов, активированных с верхнего уровня
– положение
B) – амплитуды колебания вокруг положения равновесия

Перспективы применения
Создание прямых интерфейсов технических систем с НС живых организмов
Разработка адаптивных систем управления устойчивых к изменению характеристик объекта управления
Разработка систем управления, воспроизводящих замкнутую цепь обработки информации от сенсоров к эффекторам, присущую живым организмам