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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　《生物建模仿真》包括兩個(gè)部分：第一部分（1～6章），介紹數(shù)學(xué)模型建模的基本理論和方法，計(jì)算機(jī)仿真的基本理論和方法，以及建模與仿真的校核、驗(yàn)證和確認(rèn)（VVA）技術(shù)，第二部分（7～10章），分別介紹生物系統(tǒng)建模仿真的四類典型范例。在第一部分中，第1章概述系統(tǒng)、系統(tǒng)建模及計(jì)算機(jī)仿真的基本概念，以及生物系統(tǒng)建模仿真的應(yīng)用動(dòng)態(tài)概況；第2章介紹連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的類型、模型之間的相互轉(zhuǎn)換以及模型的建模方法等；第3章介紹連續(xù)時(shí)間數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)仿真模型的主要方法：數(shù)值積分法、離散相似法和替代法；第4章介紹基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的建模仿真的基本理論與方法，包括參數(shù)模型的概念及模型參數(shù)估計(jì)方法，以及系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念和方法；第5章介紹在MATLAB平臺(tái)上Simulink模塊式建模仿真的基本理論和方法，以及Simulink建模仿真的典型例子；第6章介紹建模與仿真的校核、驗(yàn)證和確認(rèn)（VVA）技術(shù)的基本概念。在第一部分的基礎(chǔ)上，第7～10章分別介紹生物系統(tǒng)建模和仿真的4個(gè)典型實(shí)例。第7章是單一種群增長(zhǎng)的微分方程模型，包括Malthusian方程和Logistic方程；第8章介紹房室模型的建模與仿真，以及房室模型的辨識(shí)和可辨識(shí)性；第9章介紹描述動(dòng)作電位產(chǎn)生的Hodgkin-Huxley方程的建模與仿真；第10章介紹腦電的自回歸（AR）模型的建模與仿真。本教材為普通高等院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生教材，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的參考教材，并可供從事生物建模仿真的科技工作人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　田心 1946年生。1968年畢業(yè)于清華大學(xué)，1991年獲得新南威爾士大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士學(xué)位?，F(xiàn)任天津醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，全國(guó)優(yōu)秀教師。主要研究領(lǐng)域?yàn)橛洃浾J(rèn)知信息的檢測(cè)。處理與編碼以及計(jì)算神經(jīng)科學(xué)。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和教育部博士點(diǎn)基金的支持。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，獲得天津市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。主講課程“生物建模仿真”被評(píng)為國(guó)家精品課程。

圖書目錄

第1章系統(tǒng)建模仿真的基本概念
1.1 系統(tǒng)模型
1.1.1 系統(tǒng)和系統(tǒng)模型
1.1.2 模型的分類
1.2 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真
1.2.1 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的基本概念
1.2.2 系統(tǒng)仿真過程
1.2.3 系統(tǒng)仿真的分類
1.3 生物系統(tǒng)的建模與仿真
第2章系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和建模方法
2.1 數(shù)學(xué)模型的分類
2.2 連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)模型
2.2.1 連續(xù)時(shí)間模型
2.2.2 離散時(shí)間模型
2.3 連續(xù)時(shí)間模型之間的轉(zhuǎn)換
2.3.1 從微分方程轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程
2.3.2 從傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)方程
2.4 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
第3章連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真
3.1 微分方程的數(shù)值積分?jǐn)?shù)值解
3.1.1 數(shù)值積分法的基本概念
3.1.2 數(shù)值積分法分類
3.1.3 單步數(shù)值積分法
3.1.4 多步數(shù)值積分法
3.1.5 關(guān)于數(shù)值積分的誤差
3.2 從傳遞函數(shù)到z函數(shù)的轉(zhuǎn)換
3.2.1 z域的離散相似模型
3.2.2 從傳遞函數(shù)G(5)轉(zhuǎn)換為z函數(shù)G(z)的算子替換方法
3.3 從連續(xù)時(shí)間狀態(tài)方程到離散時(shí)間狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)換
3.3.1 時(shí)域的離散相似模型
3.3.2 關(guān)于轉(zhuǎn)移矩陣的近似計(jì)算
3.4 幾個(gè)典型環(huán)節(jié)的離散相似
第4章基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的建模與仿真
4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模仿真的基本概念
4.1.1 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型的過程
4.1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取
4.1.3 模型類型與模型參數(shù)
4.1.4 模型參數(shù)的估計(jì)
4.1.5 最小二乘法
4.2 系統(tǒng)辨識(shí)概述
4.2.1 系統(tǒng)辨識(shí)的基本概念
4.2.2 生物系統(tǒng)的可辨識(shí)性
4.3 回歸數(shù)學(xué)模型
4.3.1 一元線性回歸數(shù)學(xué)模型
4.3.2 多元線性回歸數(shù)學(xué)模型
4.3.3 多元線性回歸方程的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)
4.3.4 非線性回歸數(shù)學(xué)模型
第5章 Simulink建模與動(dòng)態(tài)仿真
5.1 Simulink簡(jiǎn)介
5.2 Simulink的基本模塊
5.2.1 常用模塊
5.2.2 自定義模塊
5.3 基于Simulink的建模與仿真
5.3.1 基于Simulink的建模
5.3.2 基于Simulink的仿真
5.4 Simulink建模仿真應(yīng)用舉例
第6章建模與仿真的校核、驗(yàn)證與確認(rèn)
6.1 VVA技術(shù)
6.1.1 VVA技術(shù)的基本概念
6.1.2 VVA工作模式和過程
6.2 模型與仿真的校核
6.2.1 系統(tǒng)仿真誤差源校核
6.2.2 程序校核
6.3 模型的驗(yàn)證
6.3.1 譜分析法
6.3.2 置信區(qū)間法
6.3.3 動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)分析法
6.4 仿真模型的確認(rèn)
第7章單一生物種群增長(zhǎng)模型
7.1 Malthusian方程
7.2 Logistic方程
7.2.1 Logistic方程及其解析解
7.2.2 Logistic曲線
7.2.3 Logistic方程的參數(shù)估計(jì)
7.2.4 Logistic方程參數(shù)的變化
第8章房室系統(tǒng)的建模與仿真
8.1 房室系統(tǒng)的基本概念
8.1.1 房室的定義
8.1.2 房室間物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的速率系數(shù)
8.1.3 房室系統(tǒng)的分類
8.2 房室系統(tǒng)的建模
8.2.1 房室模型的建模思路
8.2.2 房室模型的建模過程
8.3 房室模型的仿真
8.3.1 一房室模型
8.3.2 二房室模型
8.3.3 多房室模型
第9章 Hodgkin-Huxley模型
9.1 動(dòng)作電位產(chǎn)生和傳導(dǎo)的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制
9.2 Hodgkin-Huxley模型的建立
9.2.1 Hodgkin-Huxley模型的等效電路圖
9.2.2 動(dòng)作電位傳遞的數(shù)學(xué)模型
9.2.3 Hodgkin-Huxley模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式
9.3 Hodgkin-Huxley方程中的離子通道電導(dǎo)
9.4 Hodgkin-Huxley方程的仿真
第10章腦電的自回歸(AR)模型
10.1 隨機(jī)序列的參數(shù)模型
10.1.1 隨機(jī)序列參數(shù)模型的基本概念
10.1.2 幾類重要的隨機(jī)序列參數(shù)模型
10.2 AR模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式
10.3 AR模型的最小均方參數(shù)估計(jì)
10.4 AR模型階次的選擇
10.5 腦電的AR模型