本文關鍵詞：外來物種入侵的廣義生物經濟系統(tǒng)建模與控制

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【摘要】：外來物種入侵的廣義生物經濟系統(tǒng)建模與控制是一類基于生物數學領域的深入的科學研究工作。生物數學是一門將生物學與數學相結合的新興學科。在20世紀初期生物數學達到第一次輝煌,到20世紀中葉進一步與其他學科交融,特別是數學和計算機技術在人體和細胞等復雜系統(tǒng)研究方面取得了突破性的進展,使生物數學的研究工作獲得了一次有價值的飛躍。這門年輕的學科結合動力學問題與數學思維方法建模研究和解決實際問題,并應用于漁業(yè)經濟生產和生活實踐當中去,為人類探索生態(tài)奧秘揭開新的篇章。本文以養(yǎng)殖漁業(yè)為背景,基于廣義生物經濟系統(tǒng)理論和外來物種入侵規(guī)律,分別了建立了多營養(yǎng)級碳匯漁業(yè)模型,具有外來物種入侵的Logistic模型和外來物種入侵的T-S模糊H∞控制模型。根據廣義系統(tǒng)理論,區(qū)間函數理論及控制理論,對系統(tǒng)各平衡點附近的穩(wěn)定性進行了分析,并且研究了具有區(qū)間生物參數的多營養(yǎng)級碳匯漁業(yè)的最優(yōu)收獲和具有外來物種入侵的Logistic系統(tǒng)在正平衡點的動力學行為和分岔控制。更進一步,通過T-S模糊控制方法,研究了帶有外來物種入侵的魚類種群Logistic模型的H∞控制問題。主要研究工作如下:(1)介紹研究背景。首先,描述Lotka-Volterra模型和Logistic模型,并介紹廣義生物經濟系統(tǒng)和研究現狀。其次,概述了我國漁業(yè)經濟發(fā)展和研究現狀和外來物種的屬性(以大米草為例)、引入原因、國內外研究狀況。最后,闡明本文的主要研究的內容。(2)介紹了以區(qū)間生物參數為基礎的多營養(yǎng)級碳匯漁業(yè)的最優(yōu)收獲研究。由于生物參數確定性數值信息的缺乏,考慮自然界中帶有非確定的區(qū)間形式的數據模型。建立藻-鮑-參的非確定模型,并且引入了區(qū)間函數形式的參數。計算平衡點,并討論穩(wěn)定性。討論生物經濟平衡點的存在性,利用龐特里亞金極大值原理求解內部平衡研究最優(yōu)收獲策略。最后,給出數值例子。(3)研究了凈化努力情況下的外來物種入侵的廣義生物系統(tǒng)�？紤]漁民對魚類種群的捕獲行為和對外來物種大米草(Spartina anglica)的凈化努力,構造了帶有外來物種入侵的廣義生物經濟動力系統(tǒng)。當經濟利益出現零時,計算模型的各個平衡點。首先構造微分代數系統(tǒng),給出定理,其次應用廣義系統(tǒng)理論研究了系統(tǒng)在各個平衡點的跨臨界分岔和奇異誘導分岔;應用線性控制器消除奇異誘導分岔,使系統(tǒng)穩(wěn)定。(4)鑒于外來物種大米草(Spartina anglica)的生物屬性,利用T-S模糊控制理論,結合H∞控制方法,設計反饋控制器,維持系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定。鑒于研究工作的循序漸進,在后面的章節(jié)給出附加輸入干擾的生物經濟系統(tǒng)。改進的微分變換方法為帶有周期干擾入侵模型提供了級數形式的解析解。最后,基于實例的H∞控制器的應用證明了方法的有效性。
【關鍵詞】：廣義系統(tǒng) 外來物種 碳匯漁業(yè) 多營養(yǎng)級 最優(yōu)收獲 區(qū)間參數 T-S模糊系統(tǒng) H∞控制
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O175;O231
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 外來物種入侵的廣義生物經濟系統(tǒng)及其研究現狀12-13
• 1.3 外來物種概述13-15
• 1.3.1 我國漁業(yè)經濟的發(fā)展和研究現狀13-14
• 1.3.2 外來物種的屬性14
• 1.3.3 外來物種的國內外研究狀況14-15
• 1.4 本文主要研究內容15-17
• 第2章 具有區(qū)間生物參數的多營養(yǎng)級碳匯漁業(yè)的最優(yōu)收獲17-34
• 2.1 多營養(yǎng)級碳匯漁業(yè)17-18
• 2.2 預備知識18-19
• 2.3 藻-鮑-參模型19
• 2.4 非確定藻-鮑-參模型19-22
• 2.5 非確定藻-鮑-參模型的動力學行為22-24
• 2.6 非確定藻-鮑-參模型的經濟學分析24-26
• 2.7 非確定藻-鮑-參模型的最優(yōu)收獲策略26-29
• 2.8 實例應用29-33
• 2.9 本章小結33-34
• 第3章 外來物種入侵下單種魚群Logistic增長模型的分岔及控制34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 建模34-36
• 3.3 平衡點和穩(wěn)定性36-38
• 3.4 跨臨界分岔38-39
• 3.5 奇異誘導分岔39-42
• 3.6 奇異誘導分岔的反饋控制42-45
• 3.7 實例應用45-47
• 3.8 本章小結47-49
• 第4章 帶有外來物種入侵的T-S模糊魚類種群Logistic模型的H_∞控制49-65
• 4.1 改進微分變換方法49-52
• 4.2 H_∞控制52-57
• 4.2.1 模糊建模52-54
• 4.2.2 H_∞控制54-57
• 4.3 實例應用57-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第5章 結論與展望65-66
• 參考文獻66-71
• 在學研究成果71-72
• 致謝72

【相似文獻】

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1 孫志英;外來物種入侵正威脅著我國生物安全[J];內蒙古林業(yè);2001年08期

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8 陳曉s，

本文編號：961763