建模与仿真及其医学应用
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• 数学模型之间的转换 （重点为：外部模型到内部模型的转换）
• 外部模型转换为内部模型的最小实现问题简介
第三章 系统建模的MATLAB实现
• 学习和掌握MATLAB基本知识 • 掌握数学模型的MATLAB基本实现： 时域模型、状态空间模型和零极点模型 • 掌握MATLAB实现系统的转换、连接 • 了解模型降阶及其MATLAB实现
蒙特卡洛法、CADFT法思路
第七章 系统仿真的MATLAB实现
• 学习计算机仿真的步骤。 • 数值积分法的MATLAB实现和基于数值积分法的
连续系统的数字仿真。
• 基于离散相似法的连续系统仿真。 • SIMULINK动态仿真： SIMULINK窗口及模型库、系统框图模型的建立、
系统仿真运行、仿真结果输出、子系统创建及 封装。
建模实例。 • 基于生物系统观测数据的建模与仿真、系统辨识。
谢谢大家
第四章 连续系统的数字仿真
• 数值积分法原理和数值积分法的选择原则 • 离散相似法 • 数值积分法和离散相似法在仿真中的应用 • 两种方法应用范围和讨论
第五章 基于实验数据的建模与仿真
• 实验数据建模与仿真概念 • 模型参数估计 • 最小二乘法 • 线性回归数学模型 • 非线性回归模型 • 实验内容： 应用实验数据 1、应用最小二乘法进行模型参数估计，
• 学习本课程应有相应的数学基础和信号与系统 等基础知识。
本课程内容
1．基础理论部分 2．建模与仿真的MATLAB实现 3．在生命系统中应用的典型范例 本课程72学时，其中： 理论讲授54学时 实验（建模与仿真的计算机实现）18学时
1．基础理论部分
共5章，包括： 第一章（建模与仿真概论） 第二章（系统的数学模型和建模方法） 第四章（连续系统的数字仿真） 第五章（基于实验数据的建模与仿真） 第六章（建模与仿真的校核、验证和确认）
2．建模与仿真的MATLAB实现
共包括两章及附录，包括： 第三章（系统建模的MATLAB实现） 第七章（系统仿真的MATLAB实现） 附录（MATLAB基础）
是建模与仿真计算机实现的实际教学环节
在生命系统中的典型应用
• 单一种群生态系统微分方程模型 • Hodgkin-Huxley方程， • 房室模型， • 基于观测数据的生物系统建模与仿真。 希望通过第三部分的教学，以点带面， 启发学生应用建模与仿真的基本理论和方法， 去研究生命系统的思路和实施路线。
建模与仿真及其医学应用
生物医学工程专业用
概论
• 面向21世纪教学的信息学与生命科学交叉课程
• 多学科综合交叉的科学，随着信息技术、系统 技术、计算机技术的发展，建模与仿真已成为分 析、研究和设计各类系统，特别是复杂系统和大 系统的有力工具。
• 生命系统是最复杂的系统，因此建模和仿真及 其在医学中应用是本世纪生物医学工程专业需要 掌握的基本知识，
第八章 生命系统建模与仿真的典型范例
• 通过四类生命系统建模与仿真的范例， 学习对生命系统建模和仿真的思路 以及解决实际问题的基本方法。
• 着重学习的是“方法论”， 而不仅仅是对某些具体问题的建模和仿真。
• H-H方程和房室模型是要重点掌握的两类模型
第八章 教学内容
• 单一种群生态微分方程模型： Malthusian方程和 Logistic方程。
第一章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ论
• 系统模型的定义、分类 • 系统仿真的基本概念、基本步骤、分类和
计算机仿真 • 系统仿真的应用概述 • 生物医学系统的建模与仿真概述与发展趋势
第二章 系统的数学模型和建模方法
• 数学模型的分类 • 数学模型建模基本方法： • 建模过程的信息源、建模方法、过程、模型可信度 • 连续系统模型：连续时间模型和离散时间模型 • 离散事件模型概论
进行多项式拟合的Matlab实现 2、建立回归模型，对所建模型进行回归分析。
第四章 建模与仿真的校核、验证与确认
• VVA技术的基本概念、过程 • 模型校核：系统仿真误差源校核、程序校核。 • 模型验证：谱分析法、置信区间法、
假设检验法、动态关联分析法 • 仿真模型的确认：一般观点、确认的步骤 • 系统仿真结果统计分析：
• 电神经生理数学模型—Hodgkin-Huxley方程： 神经细胞兴奋和兴奋传递的数学描述、 Hodgkin-Huxley模型的等效电路图、 Hodgkin-Huxley方程的电导测定、 Hodgkin-Huxley方程的成功应用和重大意义。 • 房室模型的建模与仿真： 房室模型简介、建立房室系统模型的基本原则、房室模型
• 外部模型转换为内部模型的最小实现问题简介
第三章 系统建模的MATLAB实现
• 学习和掌握MATLAB基本知识 • 掌握数学模型的MATLAB基本实现： 时域模型、状态空间模型和零极点模型 • 掌握MATLAB实现系统的转换、连接 • 了解模型降阶及其MATLAB实现
蒙特卡洛法、CADFT法思路
第七章 系统仿真的MATLAB实现
• 学习计算机仿真的步骤。 • 数值积分法的MATLAB实现和基于数值积分法的
连续系统的数字仿真。
• 基于离散相似法的连续系统仿真。 • SIMULINK动态仿真： SIMULINK窗口及模型库、系统框图模型的建立、
系统仿真运行、仿真结果输出、子系统创建及 封装。
建模实例。 • 基于生物系统观测数据的建模与仿真、系统辨识。
谢谢大家
第四章 连续系统的数字仿真
• 数值积分法原理和数值积分法的选择原则 • 离散相似法 • 数值积分法和离散相似法在仿真中的应用 • 两种方法应用范围和讨论
第五章 基于实验数据的建模与仿真
• 实验数据建模与仿真概念 • 模型参数估计 • 最小二乘法 • 线性回归数学模型 • 非线性回归模型 • 实验内容： 应用实验数据 1、应用最小二乘法进行模型参数估计，
• 学习本课程应有相应的数学基础和信号与系统 等基础知识。
本课程内容
1．基础理论部分 2．建模与仿真的MATLAB实现 3．在生命系统中应用的典型范例 本课程72学时，其中： 理论讲授54学时 实验（建模与仿真的计算机实现）18学时
1．基础理论部分
共5章，包括： 第一章（建模与仿真概论） 第二章（系统的数学模型和建模方法） 第四章（连续系统的数字仿真） 第五章（基于实验数据的建模与仿真） 第六章（建模与仿真的校核、验证和确认）
2．建模与仿真的MATLAB实现
共包括两章及附录，包括： 第三章（系统建模的MATLAB实现） 第七章（系统仿真的MATLAB实现） 附录（MATLAB基础）
是建模与仿真计算机实现的实际教学环节
在生命系统中的典型应用
• 单一种群生态系统微分方程模型 • Hodgkin-Huxley方程， • 房室模型， • 基于观测数据的生物系统建模与仿真。 希望通过第三部分的教学，以点带面， 启发学生应用建模与仿真的基本理论和方法， 去研究生命系统的思路和实施路线。
建模与仿真及其医学应用
生物医学工程专业用
概论
• 面向21世纪教学的信息学与生命科学交叉课程
• 多学科综合交叉的科学，随着信息技术、系统 技术、计算机技术的发展，建模与仿真已成为分 析、研究和设计各类系统，特别是复杂系统和大 系统的有力工具。
• 生命系统是最复杂的系统，因此建模和仿真及 其在医学中应用是本世纪生物医学工程专业需要 掌握的基本知识，
第八章 生命系统建模与仿真的典型范例
• 通过四类生命系统建模与仿真的范例， 学习对生命系统建模和仿真的思路 以及解决实际问题的基本方法。
• 着重学习的是“方法论”， 而不仅仅是对某些具体问题的建模和仿真。
• H-H方程和房室模型是要重点掌握的两类模型
第八章 教学内容
• 单一种群生态微分方程模型： Malthusian方程和 Logistic方程。
第一章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ论
• 系统模型的定义、分类 • 系统仿真的基本概念、基本步骤、分类和
计算机仿真 • 系统仿真的应用概述 • 生物医学系统的建模与仿真概述与发展趋势
第二章 系统的数学模型和建模方法
• 数学模型的分类 • 数学模型建模基本方法： • 建模过程的信息源、建模方法、过程、模型可信度 • 连续系统模型：连续时间模型和离散时间模型 • 离散事件模型概论
进行多项式拟合的Matlab实现 2、建立回归模型，对所建模型进行回归分析。
第四章 建模与仿真的校核、验证与确认
• VVA技术的基本概念、过程 • 模型校核：系统仿真误差源校核、程序校核。 • 模型验证：谱分析法、置信区间法、
假设检验法、动态关联分析法 • 仿真模型的确认：一般观点、确认的步骤 • 系统仿真结果统计分析：
• 电神经生理数学模型—Hodgkin-Huxley方程： 神经细胞兴奋和兴奋传递的数学描述、 Hodgkin-Huxley模型的等效电路图、 Hodgkin-Huxley方程的电导测定、 Hodgkin-Huxley方程的成功应用和重大意义。 • 房室模型的建模与仿真： 房室模型简介、建立房室系统模型的基本原则、房室模型