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经过一个世纪的发展,生物数学模型的研究得到了广泛的应用,同时也产生了常微分方程的参数估计问题。目前利用观测数据来估计常微分方程参数的方法计算较复杂,与实际数据吻合效果较差。因此,研究高精度的参数估计方法显得越发重要。
近来,Ramsay等人用样条函数作为基函数,给出了一类食饵-捕食者模型的参数估计,但他们没有充分利用该类模型的周期性等定性性质。本文引进一种新型的广义轮廓法(简称GPM)研究了两种群食饵-捕食者模型的参数估计问题。首先,利用三角函数作为基函数,采用潜周期模型参数估计法(HPM)确定模型的阶数。其次,为估计结构参数,引入局部参数和平滑参数,并利用不同的优化准则估计这三类参数。然后,应用δ-法研究了三种参数估计量的方差,并且证明了当平滑参数λ趋向无穷大时的渐近性质。最后,结合实际数据,进行了数值模拟,结果表明本文方法是确实可行的。
第一章简述了问题产生的历史背景、本文的主要工作以及本文中需要用到的一些定义和引理。
第二章详细地讨论了两种群的食饵-捕食者模型中三种参数的估计方法。
第三章利用δ-法给出了各参数估计量的方差,证明了当λ趋向无穷大时,估计值趋近于真值的渐近性质。
第四章根据真实参数产生了一组观测数据,然后利用这组数据,利用本文的方法估计出模型参数,结果优于相关文献中给出的结果,说明本文的方法是可行的。