Modèle de plantes

Le modèle Plant est l`un des premiers modèles basés sur la conductance développé pour expliquer le mécanisme sous-jacent des oscillations paraboliques d`éclatement observées dans le potentiel membranaire du neurone du pacemaker R15 du ganglion abdominal du mollusque Aplysia. Dr. Richard E. Plant, Université de Californie, Davis il peut être difficile de dériver un modèle de plante qui est d`une fidélité suffisante pour être utile, capturant les effets non linéaires et la dynamique du système qui sont importants pour la conception du système de contrôle. En plus de l`outil puissant Enginuity pour le développement de contrôles moteurs, SimuQuest a développé un certain nombre d`autres modèles de plantes (et algorithmes correspondants). Ces modèles d`usine et d`algorithme, mis en œuvre dans Simulink natif, sont disponibles dans le commerce et ont sauvé des clients beaucoup de temps de développement précieux. Les modèles de plantes SimuQuest ont été développés et validés par rapport aux données de mesure dynamiques pour obtenir une fidélité suffisante pour une conception complète basée sur un modèle. Dans les documents originaux de Plant et Kim (1975, 1976) et Plant (1978), le traitement analytique des équations n`était pas tant de découvrir le mécanisme sous-jacent éclatant que de prouver l`existence d`une oscillation stable du potentiel membranaire en présence de TTX. Pour y parvenir, Plant et Kim ont déterminé les conditions dans lesquelles le modèle, avec le courant sensible à la TTX éliminé, exposerait une oscillation lente. L`approche a été de démontrer que la solution du système résultant asymptotiquement approché la solution d`un système de second ordre, dont le comportement a ensuite été étudiée dans le plan de phase. Cette approche était semblable à celle utilisée par Krinsky et Kokoz (1973) dans une étude du modèle de Hodgkin-Huxley, et reposait sur un théorème de Tikhonov (1950). Il s`avère que le système bidimensionnel réduit est analogue à un oscillateur de van der Pol ou à un oscillateur de relaxation, dont le comportement était bien connu à ce moment-là. La figure 3.

Un modèle d`un moteur à courant continu développé en utilisant la modélisation physique. Les blocs surlignés en bleu représentent des composants électriques; blocs mis en surbrillance dans les composants mécaniques verts le modèle est basé sur l`équation de balance courante suivante (les noms de variables ont été modifiés pour se conformer à la norme plus conventionnelle du modèle Hodgkin-Huxley bien connu): [C_m frac{dV}{dt} =-bar{ g} _ I cdot m ^ 3 _ {infty} (V) cdot h cdot (V-V_I)-bar{g}_T cdot x cdot (V-V_I)-bar{g}_K cpoint n ^ 4 cdot (V-V_K) + bar{g}_{KCa} cdot frac{ca} {0,5 + ca} cdot (v-V_K)-bar{g}_L cdot (V-V_L) , ] où (V ) est le potentiel membranaire (mV) et (t ) est le temps (MS). (C_m ) est la capacité membranaire ( (mu) F/cm2), (bar{g}_i) sont des conductances d`ions maximales (mmho/cm2), (V_i ) sont des potentiels d`inversion Nernst (MV), (m_ {infty} (V) ) est la fonction d`activation instantanée pour le courant entrant rapide, (x ) et (n ) sont des variables d`activation sans dimension, (h ) est une variable d`inactivation sans dimension, et (ca ) représente la concentration d`ions calcium sans dimension à la face interne de la membrane (plus généralement, elle représente le calcium intracellulaire concentration). L`approche des premiers principes fournit un aperçu du comportement sous-jacent du système et facilite l`optimisation de la conception en activant des études paramétriques. Les modèles de premier principe contiennent des paramètres correspondant aux propriétés physiques de la plante, telles que la masse, la résistance électrique et la zone d`écoulement. Les ingénieurs peuvent augmenter la fidélité du modèle de plante en réglant ces paramètres à l`aide des données de test. Avec cette approche hybride, le modèle est toujours basé sur la physique sous-jacente de la plante, mais les valeurs des paramètres peuvent être calibrées avec des données de test réelles pour améliorer la précision du modèle.

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