一类T-S模糊广义生物系统的滑模变结构控制

一类T-S模糊广义生物系统的滑模变结构控制

论文摘要

生物数学由数学与生物学结合而成,并在应用的过程中建立和完善了自己的理论体系,它发展出了许多适应于生物学特点的独特数学方法。本文将实际问题抽象化,结合外来物种入侵问题建立了广义生物数学模型,并用数学理论对其进行了研究。本文研究成果为生态环境的发展做出了一定的贡献。本文介绍了一类具有阶段结构的广义生物经济系统,用T-S模糊的方法进行模型处理,研究了外来物种入侵下的一类生物生态系统的种群密度问题和稳定性问题。具体工作如下:(1)首先介绍了广义系统的研究背景和研究现状,重点介绍了广义生物系统的发展情况,接着回顾了滑模控制和观测器设计的应用和发展现状,最后介绍了本文的主体内容。(2)以外来物种入侵问题为背景,本文研究了广义生物经济系统滑模控制器(SMC)的设计问题。首先根据T-S模糊控制理论,建立了不确定T-S模糊生物模型,通过设计模糊积分滑模面,设计SMC来保证模型系统的可达性,进一步得到了滑动运动全局渐近稳定的一个充分条件。最后通过小龙虾泛滥的例子验证了所得结果的有效性。(3)由于外来入侵物种的种群密度难以测量或者所得到的数据误差较大,本文研究了基于滑模观测器(SMO)的广义生物经济系统的控制问题。首先基于控制输入和测量输出设计了SMO,然后建立了误差系统和SMO系统的积分滑模面,通过使用线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的容许性。最后设计了滑模控制器保证所构建系统的可达性,并用水葫芦泛滥的实际例子为背景仿真,验证了本文结论的有效性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 广义生物系统的研究现状
  •   1.2 模糊系统研究现状
  •   1.3 滑模变结构控制及其研究概况
  •   1.4 观测器设计的研究现状
  •   1.5 主要工作
  • 第2章 预备知识
  •   2.1 广义系统理论
  •     2.1.1 广义系统的相关定义
  •     2.1.2 广义系统的受限等价变换
  •   2.2 滑模控制理论
  •   2.3 滑模观测器理论
  •   2.4 T-S模糊系统
  •   2.5 相关引理
  • 第3章 不确定T-S模糊广义生物经济系统的滑模控制
  •   3.1 模型建立
  •   3.2 平衡点分析和T-S模糊线性化
  •   3.3 滑模控制
  •   3.4 仿真实例
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 基于滑模观测器的不确定广义生物经济系统控制
  •   4.1 模型建立
  •   4.2 滑模观测器设计
  •     4.2.1 滑模观测器结构
  •     4.2.2 滑模面设计
  •   4.3 滑动运动的容许性分析
  •   4.4 设计滑模控制器
  •   4.5 仿真实例
  •   4.6 本章小结
  • 第5章 结论与展望
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 石朝晖

    导师: 张翼

    关键词: 广义生物经济系统,阶段结构,滑模观测器,模糊系统,变结构控制

    来源: 沈阳工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,生物学

    单位: 沈阳工业大学

    分类号: O231;Q-332

    总页数: 55

    文件大小: 2258K

    下载量: 106

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