本文的主要研究方向是基于生物神经元细胞水平的非线性动力学研究,研究内容是探索神经元对肌肉的作用机制及感知反馈的影响。本文以节律运动为对象,以中枢模式发生器(CPG)、肌肉系统和感知反馈构成的肌肉运动系统为载体,通过对该系统开环和闭环的分析,探讨了CPG自然频率、力学系统谐振频率和感知反馈之间的关系。本文主要的工作有两点:一是探索一种有别于串行仿真(如电脑)的另一种类似于大脑机理的并行仿真实验平台;二是引入了反馈,通过对稳态频率模型的分析,得出了肌肉运动系统中重要参数对系统频率的作用机制,并用来解释了一些生物现象。本文首先基于H-H模型,研究单个神经元的物理和生理特性,应用MOSFET等电子元件仿真实现了单个神经元的生理特性,包括自放电、簇放电等特性,通过PSpice仿真研究了模拟神经元的特性,得到了相应的参数和特性的关系。然后用两个神经元组成一个相互抑制的细胞网络——CPG,实现一个仿生二阶肌肉振子模型的控制,并引入感知反馈,建立了系统的数学模型,应用Matlab进行了系统分析,得到了肌肉系统能够达到系统谐振频率的条件。本文成功在PSpice仿真平台上实现了单个神经元及其各种生理放电特性,并从数学模型仿真角度,研究了在CPG控制下的二阶肌肉模型的动态性能,得到了反应CPG自然频率、力学系统谐振频率和感知反馈关系的稳态频率模型,从而较准确的揭示了肌肉运动系统的作用机制。本文的研究结果可以扩展到更复杂的神经元网络控制机制的研究,也为实现以CPG为控制器的仿生机器人提供了重要的参考。