Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ, МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТРАНСПОРТА

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Кафедра «Мехатроника и Роботостроение» (при ЦНИИ РТК)

Отчет о научно-исследовательской работе

Тема: Исследование динамических характеристик модели естественного нейрона в задачах управления звеном манипулятора

Выполнил студент группы 43328/2	__________ Ф.В. Гунделах
Руководитель работы	__________ А.В. Бахшиев

Санкт-Петербург, 2013

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТРАНСПОРТА

ОТДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Кафедра «Мехатроника и роботостроение» (при ЦНИИ РТК)

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

______________А.В.Лопота

«____»____________2013 г.

Задание

на научно-исследовательскую работу

Гунделах Филиппу Викторовичу

студенту гр. 43328/2

1 Тема проекта (работы)

Исследование динамических характеристик модели естественного нейрона в задачах управления звеном манипулятора

2 Срок сдачи студентом законченного проекта (работы)

3 Исходные данные к проекту (работе)

Среда моделирования нейронных сетей NMSDK

4 Содержание расчетно-пояснительной записки

1. Анализ проблемы

2. Разработка математических моделей

3. Разработка компьютерных моделей

4. Исследования

5 Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

нет

6 Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов работы)

7 Дата выдачи задания 11.09.2013 г

Руководитель вед. программист А.В.Бахшиев

Задание принял к исполнению

(дата)

(подпись студента)

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

1 Анализ проблемы 6

1.1 Искусственные нейроны 6

1.2 Модели биологических нейронов 10

1.3 Теория возбуждения Ходжкина – Хаксли 12

1.4 Модель Ижикевича 14

1.5 Перспективный план исследований 15

2 Разработка математических моделей 18

2.1 Описание исследуемой системы 18

2.2 Модель нейрона с взаимным влиянием ионных механизмов друг на друга 20

2.3 Модель регулятора со структурной адаптацией 23

2.4 Модель гироскопа 24

2.5 Выводы 26

3 Разработка компьютерных моделей 28

3.1 Средства моделирования 28

3.2 Реализация алгоритма одновременного влияния синапсов на все ионные механизмы нейрона 36

3.3 Модель регулятора 37

3.4 Модель гироскопа 41

3.5 Модель исследуемой системы 42

3.6 Алгоритм адаптации структуры НС регулятора 43

3.7 Выводы 45

4 Исследования 46

4.1 Исследование поведения нейрона с взаимным влиянием ионных механизмов нейрона 46

4.2 Исследование работы нейросетевого регулятора в задаче поддержания положения обратного маятника при наличии перекрестных связей между ионными механизмами нейрона 52

4.3 План дальнейших исследований 54

4.4 Выводы 55

Заключение 55

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 57