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相似文献
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1.
汪茂胜  黄万霞  崔执凤 《物理学报》2010,59(7):4485-4489
在具有稳定次阈值振荡特性的二维映射神经元模型中,研究了在没有外界输入信号时噪声对体系动力学的影响.通过数值计算发现了当体系的确定性动力学处于静息状态时,噪声可以诱导出神经元膜电位的随机振荡,而且随着噪声强度的变化,这种振荡的相干性具有两个极大值.另外我们还研究了当体系的确定性动力学处于稳定次阈值振荡及神经脉冲状态时的噪声效应,结果表明噪声对体系动力学的影响与其确定性动力学的分岔特性密切相关.  相似文献   

2.
宋杨  赵同军  刘金伟  王向群  展永 《物理学报》2006,55(8):4020-4025
从神经元二维映射模型出发,用高斯白噪声模拟了神经元的噪声环境,进而研究了高斯白噪声对参数空间相图的影响.研究发现,噪声可以提高系统的可兴奋性.通过数值模拟研究了噪声引起的相干共振现象.结果表明,只有当系统参数选取在静息区域且接近连续点火和静息状态分界线时才可以得到相干共振现象. 关键词: 高斯白噪声 神经元二维映射模型 相图 相干共振  相似文献   

3.
于海涛  王江  刘晨  车艳秋  邓斌  魏熙乐 《物理学报》2012,61(6):68702-068702
噪声广泛存在于生物神经系统中,对系统功能具有重要作用.采用神经元二维映射模型构建一个复杂神经网络,由多个小世界子网络构成,研究了Gaussian白噪声诱导的随机共振现象.研究发现,只有合适的噪声强度才能使神经网络对输入刺激信号的频率响应达到峰值.另外,网络结构对系统随机共振特性有重要影响.在固定的耦合强度下,存在一个最优的局部小世界子网络结构,使得整个系统的频率响应最佳.  相似文献   

4.
孙润智  汪治中  汪茂胜  张季谦 《物理学报》2015,64(11):110501-110501
本文采用数值模拟的方法, 在通过电突触耦合或化学突触耦合的二维格子神经元网络中, 研究了FitzHugh-Nagumo神经元受到双频信号输入时神经元网络对低频信号的响应特性. 结果表明:当固定受到双频输入信号的神经元在体系中所占的比例且FitzHugh-Nagumo神经元参数处于可激发区域时双频信号中的高频部分可诱导出动作电位产生, 而且随着高频输入信号强度的增加, 神经元网络对低频输入信号响应先增大后减小, 出现了极大值, 即发生了振动共振现象. 另外本文还研究了神经元网络对低频输入信号的二次谐波的响应, 同样发现了非线性振动共振现象, 并且体系对低频信号的响应随着其频率ω 的增加也产生共振现象, 即发生了双共振现象. 上述共振现象在以电突触耦合的二维格子神经元网络中和以化学突触耦合的二维格子神经元网络中都可以观察到. 当固定双频输入信号中高频输入信号强度时, 随着受到双频输入信号的神经元在体系中所占比例的变化, 电突触耦合的二维格子神经元网络对低频输入信号的响应与化学突触耦合的二维格子神经元网络对低频输入信号的响应相比有很大的不同.  相似文献   

5.
田艳  黄丽  罗懋康 《物理学报》2013,62(5):50502-050502
针对由加性、乘性噪声和周期信号共同作用的线性过阻尼系统, 在噪声交叉关联强度受到时间周期调制的情况下,利用随机平均法推导了系统响应的信噪比的解析表达式. 研究发现这类系统比噪声间互不相关或噪声交叉关联强度为常数的线性系统具有更丰富的动力学特性, 系统响应的信噪比随交叉关联调制频率的变化出现周期振荡型随机共振, 噪声的交叉关联参数导致随机共振现象的多样化.噪声交叉关联强度的时间周期调制的引入有利于提高对微弱周期信号检测的灵敏度和实现对周期信号的频率估计. 关键词: 随机共振 周期振荡型共振 噪声交叉关联强度 信噪比  相似文献   

6.
郭永峰  谭建国 《物理学报》2012,61(17):170502-170502
超阈值随机共振可用来解释一些生物现象.本文对一类非线性多阈值神经网络模型的超阈值 随机共振现象进行了探讨. 首先推导出了系统输出互信息的表达式, 然后分析了系统参数及噪声对互信息量的影响.通过数值计算发现,在阈值系统的信息传递过程中, 根据乘性噪声和加性噪声对系统信息传递影响的不同, 对系统的阈值进行恰当选取是至关重要的. 此外, 还发现系统的阈值单元数目越多, 超阈值随机共振现象就越容易出现.  相似文献   

7.
陈德彝  王忠龙 《物理学报》2009,58(3):1403-1409
在色噪声间的关联程度受时间周期调制的激光系统中,研究噪声受信号调制情况下的随机共振.用线性化近似的方法计算了光强关联函数及信噪比.具体讨论信噪比随噪声强度、噪声自关联时间、信号频率以及时间周期调制频率的变化关系.发现一种新的随机共振:信噪比随时间周期调制频率的变化出现周期振荡型随机共振;发现广义随机共振:信噪比随抽运噪声自关联时间的变化、随信号频率的变化出现随机共振;同时也存在典型的信噪比随噪声强度的变化而出现的随机共振.而信噪比随量子噪声自关联时间的变化表现为抑制. 关键词: 信号调制 时间周期调制 噪声间关联程度 周期振荡型随机共振  相似文献   

8.
徐超  康艳梅 《物理学报》2011,60(10):108701-108701
研究了非高斯噪声激励下含周期信号的FHN模型的动力学行为. 通过计算神经元的平均响应时间、观察神经元的共振活化和噪声增强稳定现象,分析了非高斯噪声对神经元动力学行为的影响. 发现通过改变非高斯噪声的相关时间可以有效地改变共振活化和噪声增强稳定现象. 观察到在强相关噪声下不同强度的非高斯噪声抑制了神经元的噪声增强稳定现象而共振活化现象几乎不变,也就是非高斯噪声有效地增强了神经响应的效率. 观察了平均响应时间与非高斯噪声参数q之间的关系,当q为一个有限的小于1的值时,平均响应时间取得最小值. 最后表明在一定条件下,非高斯噪声出现重尺度现象,即非高斯噪声产生的效果可以由高斯白噪声来估计. 关键词: FHN神经系统 非高斯噪声 平均响应时间 共振活化现象  相似文献   

9.
宋艳丽 《物理学报》2010,59(4):2334-2338
研究了简谐噪声激励下的FitzHugh-Nagumo神经元模型, 其放电形式、相干共振等动力学行为均受噪声阻尼参数和频率参数的影响.选择不同的参数所得到的神经元的放电形式不同.神经元存在共振特性,对某一频率的噪声有更强的响应,在此频率参数下的峰序列更有序,出现相干共振系数的极小值.噪声的阻尼参数越大,不同的频率成分越多,神经元的响应也变得杂乱,进而导致神经元与噪声的同步变弱,峰序列相干共振系数也相应增大. 关键词: 简谐噪声 FitzHugh-Nagumo神经元 相干共振 峰峰间隔  相似文献   

10.
宋艳丽 《中国物理 B》2010,19(4):2334-2338
研究了简谐噪声激励下的FitzHugh-Nagumo神经元模型, 其放电形式、相干共振等动力学行为均受噪声阻尼参数和频率参数的影响.选择不同的参数所得到的神经元的放电形式不同.神经元存在共振特性,对某一频率的噪声有更强的响应,在此频率参数下的峰序列更有序,出现相干共振系数的极小值.噪声的阻尼参数越大,不同的频率成分越多,神经元的响应也变得杂乱,进而导致神经元与噪声的同步变弱,峰序列相干共振系数也相应增大.  相似文献   

11.
Stochastic resonance system is an effective method to extract weak signal.However,system output is directly influenced by system parameters.Aiming at this,the Levy noise is combined with a tri-stable stochastic resonance system.The average signal-to-noise ratio gain is regarded as an index to measure the stochastic resonance phenomenon.The characteristics of tri-stable stochastic resonance under Levy noise is analyzed in depth.First,the method of generating Levy noise,the effect of tri-stable system parameters on the potential function and corresponding potential force are presented in detail.Then,the effects of tri-stable system parameters w,a,b,and Levy noise intensity amplification factor D on the resonant output can be explored with different Levy noises.Finally,the tri-stable stochastic resonance system is applied to the bearing fault detection.Simulation results show that the stochastic resonance phenomenon can be induced by tuning the system parameters w,a,and b under different distributions of Levy noise,then the weak signal can be detected.The parameter intervals which can induce stochastic resonances are approximately equal.Moreover,by adjusting the intensity amplification factor D of Levy noise,the stochastic resonances can happen similarly.In bearing fault detection,the detection effect of the tri-stable stochastic resonance system is superior to the bistable stochastic resonance system.  相似文献   

12.
林敏  毛谦敏  郑永军  李东升 《物理学报》2007,56(9):5021-5025
根据非线性双稳系统在噪声和弱周期信号作用下产生随机共振的随机同步条件,提出了随机共振控制的频率匹配方法.理论分析和数值仿真结果表明,随机共振是可控制的,通过控制输入信号的频率和噪声的统计特性,不仅能拓宽产生随机共振的频率范围,而且能增强共振的强度,从而实现有更多的噪声能量转换为信号能量. 关键词: 随机共振 非线性双稳系统 频率匹配 控制  相似文献   

13.
郭永峰  徐伟  王亮 《中国物理 B》2010,19(4):40503-040503
This paper studies the phenomenon of stochastic resonance in an asymmetric bistable system with time-delayed feedback and mixed periodic signal by using the theory of signal-to-noise ratio in the adiabatic limit.A general approximate Fokker-Planck equation and the expression of the signal-to-noise ratio are derived through the small time delay approximation at both fundamental harmonics and mixed harmonics.The effects of the additive noise intensity Q,multiplicative noise intensity D,static asymmetry r and delay time τ on the signal-to-noise ratio are discussed.It is found that the higher mixed harmonics and the static asymmetry r can restrain stochastic resonance,and the delay time τ can enhance stochastic resonance.Moreover,the longer the delay time τ is,the larger the additive noise intensity Q and the multiplicative noise intensity D are,when the stochastic resonance appears.  相似文献   

14.
基于随机共振进行弱信号探测的实验研究   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
朱光起  丁珂  张宇  赵远 《物理学报》2010,59(5):3001-3006
非线性随机共振系统可利用噪声增强微弱信号检测的能力,为强噪声背景下微弱信号的检测开创了新方法.基于随机共振的基本原理设计了硬件电路系统,并将其应用于检测单频和多频微弱信号;通过输入模拟工程实际的带噪信号,采样所得的输出信号的频谱分析结果表明,利用随机共振技术可从强噪声背景下有效地提取出单频和多频弱信号.多频弱信号的有效提取拓展了基于随机共振原理的弱信号检测技术的应用领域,结合数字滤波处理技术有效地消除了低频噪声对信号识别的影响.基于随机共振的弱信号检测技术在信息识别与信息处理方面具有巨大的潜在的应用价值.  相似文献   

15.
王林泽  赵文礼  陈旋 《物理学报》2012,61(16):160501-160501
提出了一种分段线性双稳态模型, 推导了模型的解析关系及其输出信噪比, 通过对该模型与连续双稳态模型的对比分析和仿真实验, 证明了该模型的优越性.该模型具有参数之间相互独立、易于调节的特点. 在对模型分析与数值仿真的基础上, 通过电路对强噪声背景下的微弱周期信号检测进行了实验研究. 结果表明分段线性随机共振模型能够有效实现对微弱周期信号的检测, 并能显著增强输出信噪比.  相似文献   

16.
调制与解调用于随机共振的微弱周期信号检测   总被引:13,自引:0,他引:13       下载免费PDF全文
林敏  黄咏梅 《物理学报》2006,55(7):3277-3282
提出了调制随机共振方法,实现了在大参数条件下从强噪声中检测微弱周期信号.将混于噪声中的较高频率的弱信号经调制变为一差频的低频信号作用于随机共振体系,该低频信号满足绝热近似理论,因而能产生随机共振;再经解调可获得埋于噪声中的原较高频率的弱信号.对埋于噪声中的未知频率,可采用连续改变调制振荡器的频率,以获得一个适当的差频信号输入到随机共振体系,根据输出信号共振谱峰的变化经解调而得待检弱信号的未知频率.该方法应具有较高的应用前景. 关键词: 调制与解调 非线性双稳系统 随机共振 微弱信号检测  相似文献   

17.
A model is developed for a periodic signal corrupted by an arbitrarily distributed phase noise and transmitted by an arbitrary memoryless system. The model establishes a new form of the phenomenon of stochastic resonance, whereby signal transmission can be enhanced by addition of noise. This is revealed by the standard signal-to-noise ratio of stochastic resonance, which here receives an explicit theoretical expression, and which is shown improvable via noise addition. This model is the first to propose a theory of stochastic resonance with phase noise. It represents a unique framework for further investigations on stochastic resonance and its applications.  相似文献   

18.
Based on adiabatic approximation theory, in this paper we study the asymmetric stochastic resonance system with time-delayed feedback driven by non-Gaussian colored noise. The analytical expressions of the mean first-passage time(MFPT) and output signal-to-noise ratio(SNR) are derived by using a path integral approach, unified colored-noise approximation(UCNA), and small delay approximation. The effects of time-delayed feedback and non-Gaussian colored noise on the output SNR are analyzed. Moreover, three types of asymmetric potential function characteristics are thoroughly discussed. And they are well-depth asymmetry(DASR), well-width asymmetry(WASR), and synchronous action of welldepth and well-width asymmetry(DWASR), respectively. The conclusion of this paper is that the time-delayed feedback can suppress SR, however, the non-Gaussian noise deviation parameter has the opposite effect. Moreover, the correlation time plays a significant role in improving SNR, and the SNR of asymmetric stochastic resonance is higher than that of symmetric stochastic resonance. Our experiments demonstrate that the appropriate parameters can make the asymmetric stochastic resonance perform better to detect weak signals than the symmetric stochastic resonance, in which no matter whether these signals have low frequency or high frequency, accompanied by strong or weak noise.  相似文献   

19.
焦尚彬  任超  黄伟超  梁炎明 《物理学报》2013,62(21):210501-210501
本文将α稳定噪声与双稳随机共振系统相结合, 研究了不同α稳定噪声环境下高低频(均为多频)微弱信号检测的参数诱导随机共振现象, 探究了α稳定噪声的特征指数α(0 < α ≤ 2)和对称参数β (-1≤ β ≤ 1)及随机共振系统参数a, b对共振输出效应的作用规律. 研究结果表明, 在不同分布的α稳定噪声环境下, 通过调节系统参数a和b均可诱导随机共振来实现多个高、低频微弱信号的检测, 且存在多个a, b参数区间均可诱导随机共振, 这些区间不随α或β的变化而变化; 在高、低频微弱信号检测中, α或β对随机共振输出效应的作用规律相同. 本研究结果将有助于α稳定噪声环境下参数诱导随机共振现象中系统参数的合理选取, 进而可为实现基于随机共振的多频微弱信号检测方法的工程应用奠定基础. 关键词: 随机共振 α稳定噪声')" href="#">α稳定噪声 多频微弱信号检测 平均信噪比增益  相似文献   

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