几类时滞生物动力学模型的脉冲控制问题研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chaos32167
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文针对脉冲时滞动力系统的几个问题,利用时滞微分方程和脉冲微分方程的相关理论和方法建立并研究了相应的动力学模型,同时借助计算机模拟讨论了相关模型的动力学行为,包括周期解的存在性与稳定性,系统的持久性与灭绝以及系统动力学的复杂性,并说明了其生物学意义.全文共分五章.  第一章介绍了本文的研究背景并给出了相关的预备知识.  第二章建立了一类污染环境下的高维害虫管理模型,研究了该模型的脉冲控制问题.该模型中,害虫具有阶段结构,通过在不同固定时刻脉冲喷洒农药杀死害虫和收获食饵,对系统进行脉冲控制.本章的主要目的是研究农药喷洒量,脉冲喷洒周期,脉冲收获比例,害虫的成熟期对本系统动力学的影响.利用时滞脉冲微分方程相关理论和方法,研究了系统的动力学行为,包括害虫灭绝周期解的存在性、全局吸引性和系统的持久性,得到了害虫灭绝周期解全局吸引的充分条件和系统持久的充分条件,并给出了研究农药喷洒量,脉冲喷洒周期,脉冲收获比例,害虫的成熟期的阈值.最后,我们对理论结果进行了数值模拟.模拟显示,在脉冲和时滞的影响下,系统的动力学行为变得更加复杂.  第三章讨论了一类具有非线性传染率的高维时滞害虫管理 SI模型.模型中,捕食者(天敌)和食饵(害虫)都具有阶段结构,通过在不同的固定时刻分别投放幼年天敌和染病害虫,我们提出了害虫综合管理(IPM)策略.利用时滞脉冲微分方程的相关理论和不等式放缩技巧,证明了成年害虫灭绝周期解的存在性和全局吸引性,给出了一个充分条件.接着,讨论了系统的持久性,给出系统持久的充分条件.结果显示,害虫灭绝和系统持久依赖于害虫的成熟周期,幼年天敌和染病害虫的释放量.随后,从生态平衡和节约资源的角度出发,研究了害虫的控制策略,将害虫数量控制在经济危害水平(ETL)以下.最后,为了验证得到的理论结果,我们给出了数值模拟.模拟显示,时滞和脉冲对该系统的动力学行为有很大的影响,同时也说明了害虫综合管理策略在实际的害虫管理中的有效性.  第四章建立了一类时滞植物传染病模型,分别讨论了连续控制策略和脉冲控制策略.首先通过连续种植来考虑连续控制策略,利用超越方程的特征值理论,研究了系统疾病消除平衡点和正平衡点的局部稳定性.然后通过脉冲种植植物考虑脉冲控制策略.利用时滞脉冲微分方程的相关理论和方法,研究了疾病消除周期解的存在性、全局吸引性和系统的持久性,分别给出了疾病消除周期解全局吸引和系统持久的充分条件.为了验证得到的理论结果,我们利用数学软件给出了数值模拟.  第五章对全文进行了总结,并对以后的研究工作进行了展望性探讨.
其他文献
一项由美国科学家们发起的研究表明,到2015年为止,人类共生产了约83亿公吨的塑料制品,其中约有63亿吨转化为塑料垃圾。世界经济论坛曾预计,到2050年,海洋中的塑料垃圾将多于
本文由五部分组成,主要讨论了控制微分方程解的收敛性及稳定性,包括三个方面:集值控制微分方程解的广义拟线性方法,模糊控制微分方程解的广义拟线性方法及集值控制微分方程解
期刊
SP短信系统是用于完成和通讯网络运营商ISMG之间短消息的发送和接收功能,使手机用户能够通过发送短信来使用SP提供的服务。随着社会通信行业的发展,短信的应用领域越来越广,
小学科学这门学科是以培养学生的科学精神、科学素养为主旨的启蒙课,它是以学生的生活为基础,认识、发现、了解生活中存在的科n学现象以及科学道理,培养学生科学的意识、 思想以
聚类分析是无监督模式分类的一个重要组成部分,也成为现代数据分析中越来越重要的一个工具。初始条件、相似性准则和聚类准则的不同产生的聚类算法也不尽相同。因此,聚类算法是
1950年Novick和Szilard为了在实验室培养微生物种群而设计了恒化器,它是一类非常经典的物种竞争模型.自发明以来,恒化器模型吸引了许多生物学和数学方面的学者.恒化器除了在用作实验室细菌培养的实验设备的作用之外,它还可以被视为复杂的微生物栖息地,例如池塘或湖泊,这使得反应扩散恒化器模型具有很高的研究价值.本文研究了在Neumann边界条件下带有不同扩散系数的非搅拌恒化器两种群竞争的反应扩散
学位
进入21世纪以来随着科学技术的发展,互联网对生活和社会以及其他方面的影响越来越深入,这就使得社会分工更加明确,随之而来的物联网产业的发展也日新月异.因此,考虑到当前的
本文对几类差分方程正解的存在性进行了探讨。随着自然科学和生产技术的不断发展,在许多应用问题中均出现了差分方程的存在性理论的应用。近年来,差分方程在自动控制,经济系统,动