本文關(guān)鍵詞：外來物種入侵的廣義生物經(jīng)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(jīng)濟系統(tǒng)建模與控制是一類基于生物數(shù)學(xué)領(lǐng)域的深入的科學(xué)研究工作。生物數(shù)學(xué)是一門將生物學(xué)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的新興學(xué)科。在20世紀(jì)初期生物數(shù)學(xué)達到第一次輝煌,到20世紀(jì)中葉進一步與其他學(xué)科交融,特別是數(shù)學(xué)和計算機技術(shù)在人體和細(xì)胞等復(fù)雜系統(tǒng)研究方面取得了突破性的進展,使生物數(shù)學(xué)的研究工作獲得了一次有價值的飛躍。這門年輕的學(xué)科結(jié)合動力學(xué)問題與數(shù)學(xué)思維方法建模研究和解決實際問題,并應(yīng)用于漁業(yè)經(jīng)濟生產(chǎn)和生活實踐當(dāng)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(jīng)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(jù)廣義系統(tǒng)理論,區(qū)間函數(shù)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(shù)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(xué)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(jīng)濟系統(tǒng)和研究現(xiàn)狀。其次,概述了我國漁業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和研究現(xiàn)狀和外來物種的屬性(以大米草為例)、引入原因、國內(nèi)外研究狀況。最后,闡明本文的主要研究的內(nèi)容。(2)介紹了以區(qū)間生物參數(shù)為基礎(chǔ)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(shù)確定性數(shù)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(shù)據(jù)模型。建立藻-鮑-參的非確定模型,并且引入了區(qū)間函數(shù)形式的參數(shù)。計算平衡點,并討論穩(wěn)定性。討論生物經(jīng)濟平衡點的存在性,利用龐特里亞金極大值原理求解內(nèi)部平衡研究最優(yōu)收獲策略。最后,給出數(shù)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(gòu)造了帶有外來物種入侵的廣義生物經(jīng)濟動力系統(tǒng)。當(dāng)經(jīng)濟利益出現(xiàn)零時,計算模型的各個平衡點。首先構(gòu)造微分代數(shù)系統(tǒng),給出定理,其次應(yīng)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(dǎo)分岔;應(yīng)用線性控制器消除奇異誘導(dǎo)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(jié)合H∞控制方法,設(shè)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(jīng)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(shù)形式的解析解。最后,基于實例的H∞控制器的應(yīng)用證明了方法的有效性。
【關(guān)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(shù) T-S模糊系統(tǒng) H∞控制
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jīng)濟系統(tǒng)及其研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 外來物種概述13-15
• 1.3.1 我國漁業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 外來物種的屬性14
• 1.3.3 外來物種的國內(nèi)外研究狀況14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 具有區(qū)間生物參數(shù)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(yù)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(xué)行為22-24
• 2.6 非確定藻-鮑-參模型的經(jīng)濟學(xué)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(yīng)用29-33
• 2.9 本章小結(jié)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(dǎo)分岔39-42
• 3.6 奇異誘導(dǎo)分岔的反饋控制42-45
• 3.7 實例應(yīng)用45-47
• 3.8 本章小結(jié)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(yīng)用57-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-66
• 參考文獻66-71
• 在學(xué)研究成果71-72
• 致謝72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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8 陳曉s，

本文編號：961763