具反馈控制的多种群生态模型的定性分析

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Lotka-Volterra生态模型描述了生物种群间的生长规律,是种群动力学研究中非常重要的一类生态系统模型,它的研究有助于帮助人类更好地了解自然,保护自然,为实现人类与自然的和谐共处提供了理论依据。相对于传统的Lotka-Volterra生态系统模型,具有反馈控制的多种群生态模型的研究还比较少。鉴于此,本文在前人工作的基础上对传统的Lotka-Volterra生态模型进行了改进推广,对几类具有反馈控制的多种群生态模型的动力学行为进行了分析。具体内容如下:1.研究一类具有反馈控制及时滞的三种群Lotka-Volterra合作-竞争模型。利用微分方程比较定理和以此为基础拓展的其他定理获得了系统一致持久性的充分条件,并通过构造合适的Lyapunov函数得到了系统全局渐近稳定的充分条件,最后对系统进行数值模拟验证了理论分析的正确性,并与未加反馈控制项的系统进行比较,阐述了反馈控制项对系统的影响。2.研究一类具有反馈控制及扩散、时滞的三种群Lotka-Volterra捕食模型。在第一部分研究的基础上在两食饵之间加入了“扩散项”,通过微分方程比较定理以及构造合适的Lyapunov函数分别获得了系统具有一致持久性和全局渐近稳定性的充分条件,并通过MATLAB仿真验证了分析结果的正确性。3.研究一类具有反馈控制及比率依赖、时滞的三种群Lotka-Volterra食物链捕食模型。在第一部分研究的基础上引入了“比率依赖项”,利用微分方程比较定理和一些不等式技巧获得了系统一致持久性的充分条件,通过构造合适的Lyapunov函数得到了系统具有全局渐近稳定性的充分条件,最后对系统进行模拟仿真验证了理论分析的正确性。4.研究一类具有反馈控制及比率依赖、扩散、时滞的三种群Lotka-Volterra捕食模型。对已讨论的模型做进一步的完善,通过微分方程比较定理、构造合适的Lyapunov函数以及一些新的分析技巧,得到了系统具有一致持久性和全局渐近稳定性的充分条件,并通过MATLAB对系统进行仿真验证了理论分析的正确性。
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