- •1. Основные понятия теории управления. Общая структура бмс
- •2Причинные представления в бмс. Свойства причинных связей
- •3. Основные понятия теории систем. Свойства систем и элементы
- •4. Описание систем в теории управления
- •5. Описание живых систем как части бмс. Потоковые (компартментные) модели
- •6. Структурный анализ бмс. Сигнальные графы
- •7. Устойчивость линейных систем
- •8. Динамические системы
- •9 Еδ. Типовые звенья сау. Дифференцирующее звено
- •10. Типовые звенья сау. Усилительное звено
- •11. Интегрирующее звено
- •12. Топологическая формула Мезона
- •13. Мультикомпартментные системы, описание, свойства.
- •15. Афх, ачх, фчх
5. Описание живых систем как части бмс. Потоковые (компартментные) модели
БМС представляют собой широкий класс: искусственные органы, системы мониторирования (кардиосигналов) и др.
Биологическое звено:
трудная формализуемость
сложность и нелинейность описания процессов жизнедеятельности
непредсказуемость поведения
отсутствие точек входа и выхода
Живые системы:
живые системы по своей сущности относятся к классу нелинейных, сложно организованных, стохастических систем. С точки зрения термодинамики – это открытые системы
живые системы имеют строго иерархическую организацию. Организм представляет собой так же иерархию процессов.
Компартментные модели (потоковые)
Управление процессом изменения сахара в крови – гликемии
Участвуют следующие компартменты:
Гипофиз – центральная железа внутренней секреции.
Адренокортикотропный гормон – попадая в кору надпочечников, вызывает секрецию адреналина
Адреналин вызывает усиление и учащение сокращений сердца, увеличивается сердечный выброс, расширяются коронарные сосуды, сужаются периферические сосуды. Адреналин усиливает расщепление гликогена в печени, печень выделяет сахар в кровь.
Сердечно- легочный компартмент. Сердце – насос, легкие – орган газообмена, кровь снабжает кислородом и глюкозой все органы.
ЖКТ – “входные ворота” для глюкозы. Через него глюкоза поступает в организм – желудок – кишечник – всасывается и поступает в печень
Компартмент печени. Печень – основной орган управления
Компартмент поджелудочной железы – регулятор всего ЖКТ, второй полюс нейрогуморальной регуляции. Вырабатывает инсулин. Он влияет на потребление глюкозы тканями и является командным гормоном для усвоения сахара в виде гликогена в печени. Инсулин – антагонист адреналина
Компартмент надпочечников – под действием АКТГ выбрасывает адреналин
Почки – выбрасывают из крови воду, соли, органические вещества, излишек глюкозы
Все ткани и органы, оставшиеся вне рассмотрения
Глюкоза, поступающая в желудок, всасывается, и её значение будет выше имеющегося. В регулятивной системе печени происходит утилизация и выход сахара в кровь, в печеночной вене концентрация сахара отличается от концентрации в других местах на Y2
Если глюкоза попадает в ткани, то они потребляют сахар, его концентрация в вытекающей крови будет отличаться от концентрации во втекающей на Y3. При гипогликемии выделяется адреналин, повышающий уровень сахара в крови. НС вырабатывает целевое значение сахара, продуцирую я помощью гипофиза АКТГ, задающий соотношение адреналина и его антагонистов, а так же антагонистов инсулина
1., где- диффузия
G1(t) – скорость всасывания глюкозы
–время всасывания
a1 – некоторый коэффициент пропорциональности
2. Компартмент печени
Если содержание сахара в крови меньше заданного нервной системой, то под действием адреналина этот дефицит пополняется из печени.
x – концентрация адреналина
i1 – инсулин, введенный экзогенно
3. Компартмент поджелудочной железы
Включает процесс выброса эндогенного инсулина при повышении сахара в крови
b2 – диффузия
4. Компартмент надпочечников
Выделяется адреналин
y < yн
5. Компартмент тканей
6. Эндогенный инсулин
Если диабет