基于切比雪夫多项式展开的时变神经动力学系统辨识方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN105005197A

(43)申请公布日2015.10.28

(21)申请号CN201510289205.0

(22)申请日2015.05.29

(71)申请人北京航空航天大学

地址100191北京市海淀区学院路37号

(72)发明人李阳徐颂王旭东

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于切比雪夫多项式展开的时变神

经动力学系统辨识方法

(57)摘要

本发明提出了一种基于切比雪夫多

项式展开的时变神经动力学系统辨识方

法。该方法首先用Volterra级数表征由仿

真输入输出锋电位序列组成的时变神经系

统，将前馈、反馈核函数用不同的Volterra

核表示出来；接着，用Laguerre基函数对

时变Volterra核进行展开，得到时变广义

Laguerre–Volterra模型；然后，用切比雪夫

多项式对时变广义Laguerre–Volterra模型

的时变参数进行展开，将时变模型转化为

时不变模型；最后，利用向前正交回归算

法选出有意义的模型项，并利用广义线性

拟合算法对时不变参数进行估计，进而通

过反向求解得到时变参数及原始时变核函

数。与现有的自适应滤波技术相比较，本

方法对较强非平稳神经系统信号有更好的

跟踪能力，可以实现对时变系统核函数的

准确跟踪，为神经系统建模，特别是海量

高维数据的系统建模提供新的研究方法，

对揭示大脑完成信息处理的复杂神经动力

学机制有重要的意义。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.基于切比雪夫多项式展开的时变神经动力学系统辨识方法，其特征在于

包括：

步骤1.广义Volterra模型：用Volterra级数完全表征时变神经动力学系统

模型，构建时变广义Volterra模型；

步骤2.广义L-V模型：用Laguerre基函数对时变Volterra核进行展开，得

到时变广义Laguerre–Volterra模型；

步骤3.时变参数展开：用切比雪夫多项式对时变广义Laguerre–Volterra模

型的时变参数进行展开，得到时不变模型展开参数；

步骤4.模型项选择：利用向前正交回归算法选出有意义的模型项，排除冗

余项；

步骤5.参数估计：利用广义线性拟合算法对时不变参数进行估计；

步骤6.模型重构：通过反向求解得到时变参数，并重构时变核函数。

2.如权利要求1所述的基于切比雪夫多项式展开的时变神经动力学系统辨

识方法，其特征在于：

所述步骤3包括：利用切比雪夫多项式对时变广义Laguerre–Volterra模型

参数进行展开，其中切比雪夫多项式的控制参量为多项式维数W。与时间

相关的时变Laguerre展开参数转化为与多项式相关的时不变的展

开系数设展开系数共M项。

3.如权利要求1所述的基于切比雪夫多项式展开的时变神经动力学系统辨

识方法，其特征在于：

所述步骤4包括：利用向前正交最小二乘算法选出有意义的模型项，即从

M项{αsub1/sub,αsub2/sub,...,αsubM/sub}中选出有意义的n项

{ηsub1/sub,ηsub2/sub,...,ηsubn/sub},n＜＜M。所述向前正交最小二

乘算法选用误差减小率(errorreductionratio,ERR)准则及误差减小率总

和(sumoferrorreductionratio,SERR)准则