具有时滞和非线性成本函数的三寡头博弈模型动态分析及混沌控制

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随着我国经济的高速发展和全球一体化的不断深入,制造业为了满足顾客的需求,不断的创新和生产各种新产品,使得市场的供需特征发生改变。伴随而来的各种替代品日益出现,对原有的产品市场产生了巨大冲击,行业寡头渐次出现,数个企业垄断一个行业的现象随处可见。但是当前的相关研究大部分都是针对双寡头市场,因此有必要对三寡头市场进行分析。目前的产量博弈研究最多也就是在博弈模型中引入一期时滞,而在现实博弈环境中,下一个时刻的状态,不仅依赖于当前状态以及前一个时刻的状态(一期时滞),还依赖于更前一个时刻的状态(二期时滞)。而二期时滞对系统稳定性的影响如何,相关的研究不多。故有必要对含二期时滞的博弈模型进行动力学行为分析。考虑到现实中的企业成本随产量的增加,并不一定皆呈线性趋势上升,所以本文在博弈论、系统稳定性理论和混沌理论的基础上,将时滞和非线性成本函数引入三寡头产量博弈模型,进而对模型进行推导、分析,并利用Matlab软件,完成数值的仿真分析。本文主要完成了以下工作:  (1)建立三寡头垄断市场的产量博弈模型,为了使所建模型更贴合实际,将二期时滞、非线性成本函数以及有限理性等因素融入模型中去。基于此,本文深入探讨了模型的动力学行为,利用数学知识推导出纳什均衡点和稳定域范围,最后通过数值仿真研究了产量调整幅度、延迟决策系数和产品的差异化程度对企业产量、利润以及系统均衡性的影响。研究结果表明,市场中任一企业的产量调整幅度过大,都会使系统更快的进入混沌状态,致使系统中的企业无法实现自身利润的稳步增长;延迟参数的增大会增加系统纳什均衡点的稳定域范围,但是随意的变化也会使系统动荡不安,因此寡头市场中的企业应选择合适的延迟参数;产品可替代系数的变化不仅会影响系统的稳定域,也会影响系统的纳什均衡点,产品可替代系数越高,寡头竞争中企业的利润越低,这表明企业应该注重对差异化产品的生产。  (2)混沌并不都是有害的,合理的利用混沌,能够在一定的程度上增加企业利润,但是要注重控制混沌的方式方法。本文将构建的含时滞和非线性成本函数的三寡头产量博弈模型作为驱动系统,再构造一个与其类似的响应系统,根据Lyapunov稳定性理论,通过Active control方法,将响应系统增加一个非自治控制器,以使得驱动系统的轨迹逐渐靠近响应系统。通过仿真表明,这种方法能够有效的达成驱动系统与响应系统的混沌同步,从而实现混沌控制的目的。
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