BI2BC17-Biocybernetics

模块供应商: School of Biological Sciences
学分数： 20 [10 ECTS credits]
水平:5
教学用语： 秋天 / 春天 term module
先决条件:
模块化的必备条件:
相关内容: BI2SP16 Signal Processing
模块被排除在外:
目前从: 2021/2

模块召集人: 威廉·哈温教授
电子邮件: w.s.harwin@reading.ac.uk

模块类型：

概述模块描述：

本模块向学生介绍生物医学工程中的数学概念。 该模块特别介绍了控制论的概念，以及如何将其应用于动物、人类和机器。 The lectures will develop mathematical techniques introduced in the first year including constructing and solving differential equations, feedback,   learning and adaptive systems, and optimization.  将探讨线性和非线性数学技术。  讲座将辅以两个基于Matlab/Simulink的作业和练习，以帮助强化概念并允许快速可视化思想。

目的:

本模块将考虑各种人工和生物系统作为反馈系统。 它将引入控制论的思想，并建立在相关的基础数学上。 This module aims to introduce student to block diagram representations, differential equations:  derivation and solution of first and second order equations, applied in various engineering systems. 模块将强化信号处理BI2SP16中所教的拉普拉斯变换

Examples might include dynamic systems such as drug infusion, homeostasis, mass spring damper networks, and resonance systems.

可评估的学习成果：

完成本模块的学生应该了解如何建立微分方程来描述一组变量，并使用一系列方法来可视化这些方程的行为，包括使用拉普拉斯变换，数值模拟和时/频域响应。

额外的结果:

在本单元结束时，学生将被期望

• 理解线性系统和非线性系统的区别


• 使用标准技术来评估稳定性和行为


• 理解共振和时间常数等概念


• 使用数值技术，如欧拉和龙格-库塔积分来解决微分方程组


• 有状态空间的基本概念吗


• 了解学习技术，如MLP和径向基函数，使用这些建模非线性信号或学习模式


• 将概念应用于机械，生物或电气系统。


• 考虑


• 例如，模拟神经元（整合和火），扩散和稳态


• 实践实验：Simulink方框图，硬PDE求解

学生将熟悉分析工具学生也应该欣赏控制论主题的广度，并看到在一个应用中描述的技术通常可以用于其他应用。

大纲内容:

框图和微分方程（如共振电路和质量弹簧阻尼系统）。 利用根轨迹和波德图进行稳定性分析。 PID控制器。 一阶和二阶系统的性质。 应用于生物系统。                            

教学方法简述：
讲座、实验室实践和翻转课堂

联系时间:

	秋天	春天	夏天
讲座	20	20
实践课程和工作坊	8	8
引导自主学习：	66	66	12
按学期划分的总学时	94	94	12
模块总学时	200

总结性考核方法：

方法	百分比
笔试	70
实用技能评估	30

总结性评核-考试：
3个小时

总结性评估-课程作业和课堂测试：

形成性评价方法：

我们鼓励学生完成强调课程各方面的范例。 这些将在讲座和实践课上进行讨论

逾期提交的处罚：

支助中心将对逾期提交的工作实行下列处罚：

• 在原定截止日期（或任何正式同意的延期截止日期）之后提交的作业：截止日期后的每个工作日（或其中的一部分）将从该作业的总分数中扣除10%的分数，最多可达五个工作日；
• 如果作品在原始截止日期（或任何正式同意的截止日期延长）后超过五个工作日提交：将记录零分。

The University policy statement on penalties for late submission can be found at: /web/FILES/qualitysupport/penaltiesforlatesubmission.pdf
You are strongly advised to ensure that coursework is submitted by the relevant deadline. 您应该注意，建议在未完成状态下提交作业，而不是没有提交任何作业。

通过考试的评估要求：
40%

重新安排:
检查

额外费用（适用时指定）：

1) Required text books:  None

2) Specialist equipment or materials:  None

3) Specialist clothing, footwear or headgear:  None

4) Printing and binding:  None

5) Computers and devices with a particular specification:  None

6) Travel, accommodation and subsistence:  None

最后更新: 2022年2月9日