Hadamard分数阶微分系统的有限时间稳定性及混沌研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mileyChina
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
分数阶微积分作为数学分析重要的分支,因其具有弱奇异性和非局部性,往往更能精准地描述一些带记忆和遗传特性的系统动力学过程。鉴于分数阶微积分的突出优势,它已受到了广大科研人员的关注,并获得飞速发展,现被广泛地用于振荡松弛控制系统、混沌与湍流、高分子材料的合成与分解等诸多实际问题中。事实上,起源于1892年法国数学家Hadamard的杰出工作,Hadamard分数阶微积分现已成功地应用于描述客观世界的慢变现象,如材料断裂,岩石蠕变等。因此,对Hadamard分数阶微分系统的动力学研究颇具价值。本文针对一般的Hadamard分数阶微分系统,制定其有限时间稳定性的标准,并给出更精确描述其混沌吸引子的分数阶Lyapunov指数,具体而言,包括以下内容:第一章简要回顾了分数阶微积分的发展历程和本文研究的背景及意义。第二章介绍了分数阶微积分中常见的特殊函数和特殊空间,并引入了几种分数阶微积分的定义和基本性质。第三章研究Hadamard分数阶微分系统的有限时间稳定性标准。针对无时滞线性Hadamard分数阶微分系统,本文首先给出其在加权Banach空间中有限时间稳定性的定义,利用逐次逼近法获得其解析解,进而建立其有限时间稳定性的标准。针对无时滞非线性情况,在广义的Lipschitz条件下,对与系统等价的Volterra积分方程利用H(?)lder不等式和Beesack不等式等相关不等式的放缩,从而获得了系统有限时间稳定性的标准。第四章针对时滞线性Hadamard分数阶微分系统,先给出了修正的MittagLeffler矩阵函数的定义,然后引入了预备引理和定理,并依此得到了有限时间稳定性的评判标准;对于时滞非线性Hadamard分数阶微分系统,在广义的Lipschitz条件下,利用相关不等式如H(?)lder不等式,Beesack不等式等对等价的带时滞的Volterra积分方程进行逐步放缩,最终得到了有限时间稳定性的评判标准。第五章讨论了Hadamard分数阶微分系统的初值连续依赖性,并在此基础上进一步提出用于精准描述Hadamard分数阶微分系统的混沌吸引子的新分数阶Lyapunov指数。另一方面,用新构造的分数阶Lyapunov指数与现有的几种Lyapunov指数综合比较,由此发现,不同种类的分数阶微分系统的混沌吸引子的特征量对同一种Lyapunov指数定义方式并不兼容。第六章对全文进行了总结,并指出了后续拟研究的课题方向。
其他文献
输出跟踪问题是现代控制理论中的一个基础性问题。输出跟踪问题的主要目标是驱动系统的输出跟踪某个常值参考输出信号或者时变参考输出路径。输出跟踪问题在化学反应器、飞行器以及人工智能等领域已取得了广泛应用。在生物学系统中研究输出跟踪问题也具有重要的理论与实际意义。此外,由于在生物系统中基因突变的现象是普遍存在的,并且时常会出现一些不可测量的误差,由于布尔网络是研究基因调控网络的有效模型,因此在生物系统中研
学位
目的 分析以厦门为代表的闽南地区妊娠期妇女在产前的不同时期凝血功能[包括凝血酶原时间(prothrombin time,PT)、活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,APTT)、纤维蛋白原(fibrinogen,FIB)、凝血酶时间(thrombin time,TT)]和D-二聚体(D-dimer,D-D)检测结果变化,建立妊娠早、中、晚
期刊
挥发性有机化合物(VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶(SOA)的共同前体物,已成为国家管控防治重点,人为源排放是VOCs的重要来源。目前国内人为源排放清单主要涉及工业源、交通、溶剂源等。目前我国工业溶剂源排放清单比较完善,但以日化产品为代表的生活溶剂源排放清单仍是空白。这主要是以往其排放量较小,再加上其无组织蒸发的特性和活动水平收集困难,故其排放清单研究较少,但有研究表明,生活类溶剂源的排放量呈逐年
学位
随着人类的进步和社会的发展,工业化程度越来越高,人类的生活越来越便利。但是,工业化生产也导致很多城市出现了雾霾现象,能见度的降低给人们的生产生活带来了影响。通常情况下,雾霾环境中会漂浮着许多微小的颗粒,这些微小颗粒的存在会导致光线发生散射,所以在雾霾环境中拍摄的图像往往能见度和对比度下降,图像的细节信息不够清晰,严重影响图像在某些领域的应用,如目标跟踪、自动监视系统和场景评估等等。特别近年来大气污
学位
部分亚硝化(PN)是诸多新型高效脱氮工艺的关键节点,但氨氧化菌(AOB)往往竞争不过亚硝酸盐氧化菌(NOB),硝化系统一般很难实现亚硝态氮的稳定、高效积累。PN系统目前研究的重点,是针对NOB的环境适应机制,采取各类措施实现对NOB的有效抑制,从而解决PN工艺的技术难点,推进基于部分亚硝化的新型脱氮工艺工程化、规模化应用。本课题主要以序批式活性污泥反应器(SBR)为研究载体,研究实现AOB的快速富
学位
胶原蛋白是生物体内重要的组织蛋白,来源广泛,种类繁多,具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性等,是一种重要的功能性材料。然而未改性的胶原蛋白理化性质较差,如热稳定性、机械强度及耐酶性等,限制了胶原蛋白的应用范围。因此,如何改性胶原蛋白,从而提高其理化性质一直是研究者们关注的热点。氨基作为胶原蛋白侧链上的主要活性基团之一,是胶原蛋白表面正电荷的主要来源,在与其他物质的交联中发挥不可或缺的作用
期刊
醇酸树脂是化学原料和化学制品制造业中的重要组成部分,而其生产废水中含有大量二甲苯、乙基苯、苯乙酮等有机物,这些有机物在废水中会显著抑制微生物的活性,因此醇酸树脂生产废水属于含有毒化合物的强有机废水的典型例子,并且是行业中公认处理难度很大的废水。目前国内对于醇酸树脂生产废水的主要处理方式为焚烧处理,但该工艺能耗大,并且无法进行资源的回收再利用,因此寻找到一种合适的生物处理方法尤为重要。本论文以螺旋对
学位
养殖废水资源化处理一直是重要的研究议题。养猪废水中含有大量氮磷等营养物质,通过常规手段对其进行处理取得了一定效果,但是未对其中有价值的物质进行充分的回收利用。养猪废水中的有机物经厌氧发酵后更易被微藻在异养条件下利用,培养的微藻可用于高值化产品开发。本论文以养猪废水为底物进行厌氧发酵优化,再以其发酵液为底物,引入活性污泥构建藻菌共生体系强化培养小球藻。论文重点考察了厌氧发酵和微藻培养反应器对养猪废水
学位
类风湿因子检测试剂是用于体外定量检测人体样本中类风湿因子浓度的试剂,临床上主要用于类风湿关节炎的辅助诊断。文章重点对类风湿因子检测试剂注册技术审评要点进行探讨和详细解析,旨在为注册申请人提供建议和参考。
期刊
研究表明,厌氧氨氧化菌细胞外膜含有电子转移功能蛋白酶以及细胞色素等电子传递介质。因此,利用辅助电场很可能会加速厌氧氨氧化菌群向细胞外传递电子,在保证生物脱氮效率同时加速污染物还原。因此,针对现有的废水主流(mainstream)厌氧氨氧化工艺进水氨氮浓度低、半程硝化控制困难,生物脱氮需要外加碳源,且脱氮效率低等难题,本研究引入双室微生物电解池系统,通过厌氧氨氧化菌群分解氨氮为N2,其电子通过EET
学位