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

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 1. Рабочий диапазон сенсоров разбивался на непересекающиеся участки, перекрестные связи отсутствовали 2. Рабочий диапазон сенсоров разбивался на пересекающиеся участки, перекрестные связи отсутствовали 3. Рабочий диапазон сенсоров разбивался на непересекающиеся участки, включены перекрестные связи 4. Рабочий диапазон сенсоров разбивался на пересекающиеся участки, включены перекрестные связи

Зависимость от числа упр. элементов без пер. связей

Зависимость от числа упр. эл-в с перекр. связями

Управление по углу, скорости и моменту

Внешнее управление по углу

Управление звеном манипулятора

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 A)– 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

Направления дальнейших исследований Создание модели многозвенного манипулятора и разработка системы управления на моделях естественных нейронов. Включение в разработанную систему управления модель системы зрения и разработка контура управления «глаз-рука».