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目 录1

第一章导 论1

1.1 生物控制论的内容和发展概况1

1.2 生物控制论的特点及其在生物医学中的作用4

主要参考文献8

第二章系统的基本概念9

2.1 系统与控制系统9

2.2控制、反馈与信息11

2.3数学模型、传递函数16

2.4 系统的稳态与动态特性25

2.4.1稳态特性25

2.4.2动态特性28

2.5状态方程、可控性与可观测性36

2.5.1状态方程36

2.5.2传递函数与状态方程的关系39

2.5.3离散状态方程41

9.7.2福岛的认知机（Cognitorn）42

2.5.4系统的可控性与可观测性42

2.6参数灵敏度分析45

主要参考文献50

第三章生物医学基础知识51

3.1生物医学基本知识51

3.1.1细胞的结构和功能51

3.1.2组织、器官和系统54

3.1.3神经系统的结构与功能58

3.1.4感觉器官70

3.2.1前言73

3.2生物技术73

3.2.2生物技术的应用和现状78

3.2.3生物工程有待于进一步开发81

3.3生物反馈系统82

3.3.1前言82

3.3.2生物反馈的理论基础83

3.4生物医学工程87

主要参考文献88

4.1数学模型及仿真（模拟）方法在医学中的应用89

第四章生物系统的数学模型与仿真89

4.2生物系统的一般特点91

4.3建模的一般方法97

4.4 系统仿真101

4.5生物系统数学模型与模拟实例108

4.5.1瞳孔对光反射系统的模型109

4.5.2循环系统的数学模型115

4.5.3血糖调节系统的数学模型122

4.5.4出血性休克的动态模型130

4.5.5输液控制过程的模型与模拟134

4.5.6免疫系统的数学模型138

主要参考文献148

第五章系统的稳定性149

5.1稳定性的基本概念149

5.2线性常系数系统的稳定性判据155

5.3线性生物系统稳定性判别实例158

5.4生物系统中的非线性169

5.5相平面法172

5.6谐波平衡法183

5.7李亚普诺夫函数法191

5.8其它稳定性判据198

主要参考文献203

6.1最优控制的概念205

第六章最优控制及其应用205

6.2最优控制的基本性质206

6.3生物的最优控制系统214

6.4最大值原理及其应用218

6.4.1问题的一般提法218

6.4.2最大值原理219

6.4.3实例220

6.4.4线性二次型指标及其应用222

6.5动态规划方法227

6.6最优控制在医学中的应用235

6.6.1最优给药方案的应用236

6.6.2癌症治疗的最优方案239

主要参考文献245

7.1概述246

第七章生物系统的辨识246

7.2.1相关分析法252

7.2系统辨识的相关分析法252

7.2.2PRBS的产生及其基本性质254

7.2.3用PRBS辩识线性系统257

7.2.4血压对药物响应的辨识259

7.3最小二乘法261

7.3.1基本最小二乘法263

7.3.2递推最小二乘法266

7.3.3实时最小二乘法269

7.3.4广义最小二乘法271

7.3.5血糖系统模型参数估计中的应用274

7.4房室模型的辨识277

7.4.1概述277

7.4.2房室模型辨识问题280

7.4.3线性房室模型辨识实例284

7.4.4非线性房室模型辨识实例290

7.5.1参考模型法295

7.5非线性生物系统的辨识方法295

7.5.2泛函求极值法300

7.5.3泛函级数展开法305

主要参考文献312

第八章自适应控制及其应用314

8.1概述314

8.2生物自适应控制系统318

8.2.1呼吸自适应控制系统318

8.2.2前庭—动眼系统的自适应控制323

8.3参考模型自适应控制系统327

8.3.1梯度法327

8.3.2李亚普诺夫稳定性设计方法329

8.3.3李亚普诺夫方法设计人工呼吸机的自适应系统332

8.3.4在血压自适应控制中的应用336

8.3.5超稳定性设计及其应用338

8.4.1最小方差自校正调节器341

8.4 自校正调节器341

8.4.2零极点配置自校正调节器345

8.4.3在血糖水平控制中的应用347

8.5 增旋规划法及其在血糖自适应调节中的应用350

8.6 自适应控制在医学中应用概况353

主要参考文献357

第九章神经控制论359

9.1概述359

9.2神经元及其模型361

9.3.1视觉信息的传递通路369

9.3视觉的信息处理369

9.3.2视觉信息编码及侧抑制效应370

9.3.3网膜和外侧膝状体信息处理模型372

9.3.4大脑皮层视区的信息处理377

9.3.5不同感觉间的相互作用382

9.4神经网络的模型384

9.4.1一般神经网络384

9.4.2感知机385

9.4.3小脑皮层的感知机模型388

9.5联想记忆模型393

9.5.1联想记忆与突触可塑性394

9.5.2联想存贮器基本模型397

9.5.3联想存贮模型的存贮容量估计401

9.5.4新奇滤波器（Novelty Feter）406

9.5.5电子计算机模拟411

9.6 两级联想记忆模型（TLAM）413

9.6.1基本模型及其运算414

9.6.2电子计算机模拟418

9.6.3在TLAM上的思维过程模拟421

9.7其他脑模型426

9.7.1永野的多层结构脑模型426

9.7.3Marr大脑皮层的理论模型430

9.8神经网络研究的发展435

主要参考文献437