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《东北师范大学》 2018年
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改进的心脏起搏器模型的控制与同步研究

刘爽  
【摘要】:生物混沌系统与一般的混沌系统相比具有更复杂的拓扑结构和动力学行为,随着对混沌理论不断深入的研究,其它学科研究领域中的混沌现象逐渐被发现,使得混沌与其它学科之间的联系越来越紧密,混沌理论与实际应用也开始向各个学科领域发展。近年来,生物系统中的混沌现象逐渐被发现,因此对生物模型中混沌现象的研究有着一定的必然趋势。应用混沌理论研究生物模型的控制和同步,一方面有助于揭示生物模型的运动规律,丰富了混沌控制的理论与方法,另一方面为防病、治病和各项身体机能的调控提供了新的理论指导和技术手段。本文基于Grudzinski和Zebrowski提出的心脏起搏器模型,考虑人体呼吸节律的影响因素,改进了Grudzinski模型,确定了一个混沌状态的心脏起搏器模型,并对该模型进行基本动力学特性的分析,证明了模型的混沌特性,处于病态的心脏起搏器模型,会发生早搏、室颤、心律失常、心动过速和心动不规则等临床反应,此时应立即采取治疗手段,尽快恢复窦性心率,改善身体机能;其次采用参数扰动控制、自适应控制、线性反馈控制、线性反馈滑模控制法对改进的心脏起搏器模型进行控制研究,为安装心脏起搏器后的突发心脏类疾病提供了一种快速的救助思路,数值模拟证明了上述方法均可实现对改进的心脏起搏器模型的控制,并分别用电路仿真证明了四种方法的物理可实现性;最后采用非线性反馈同步法、主动控制同步法及滑模变结构同步法对改进的心脏起搏器模型进行同步研究,理论分析、数值模拟及电路仿真分别证明三种同步方法的有效性,给安装心脏起搏器后的救治提供了一定的理论参考。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH77;TP273

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