几类分数阶系统的稳定性分析与分岔控制

几类分数阶系统的稳定性分析与分岔控制

论文摘要

Hopf分岔理论是一种求解微分方程周期解的有力工具,它对于分析复杂网络的动力学特性和周期振荡性有着重要的研究价值。在控制系统中必不可少的会存在各种形式的时滞,以离散时滞和分布式时滞为主。时滞的出现改变了系统稳定性和分岔特性,增加了分析系统动态特性的难度。同时,由于实际工程中系统的复杂性,学者们更倾向于利用精确的分数阶形式描述其状态空间表达式。因此研究分数阶时滞系统的分岔行为是非常有意义的。本文以分岔理论为基础研究了分数阶理论、分布式时滞和时滞反馈控制等问题,具体工作如下:1.研究了具有分布式时滞的基因调控网的分岔动力学行为,以系统时滞作为分岔参数,讨论了不同分布式核心对于系统的稳定性影响,最后给出了强核和弱核形式的不同推导和仿真图。2.研究了具有SRNA的Caputo分数阶基因调控网的稳定性和周期性振荡特性,讨论了不同分数阶次对于整个系统的分岔行为影响。研究结果表明,系统分岔参数随着分数阶次变小呈非线性递增。3.研究了Caputo分数阶血红细胞系统的时滞反馈控制问题。针对无控模型施加时滞反馈控制器改变原系统的起始分岔点,以获得适合工程需求的的系统稳定域和周期解。实验成功的通过调节控制器参数获得了期望的稳定域范围并且给出了控制器参数调节范围。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 分数阶理论发展
  •   1.3 基因调控网的发展与研究现状
  •   1.4 血红细胞模型的发展与研究现状
  •   1.5 时滞理论的发展和研究现状
  • 第二章 相关模型知识介绍
  •   2.1 典型基因调控网模型分析
  •   2.2 典型血红细胞控制模型分析
  •   2.3 典型时滞模型分析
  •   2.4 本文创新点
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 具有分布式时滞的基因调控网络的分岔分析
  •   3.1 引言
  •     3.1.1 常见基因调控网模型描述
  •     3.1.2 改进型基因调控网模型描述
  •   3.2 具有弱核分布式时滞的基因调控网模型分析
  •     3.2.1 Hopf分岔理论分析
  •     3.2.2 Matlab仿真
  •   3.3 具有强核分布式时滞的基因调控网模型分析
  •     3.3.1 Hopf分岔理论分析
  •     3.3.2 Matlab仿真
  •   3.4 两种分布式核心的基因调控网模型区别
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 具有SRNA的分数阶基因调控网的稳定性和周期性振荡分析
  •   4.1 分数阶预备知识
  •   4.2 模型稳定性和周期振荡分析
  •   4.3 实例仿真
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 分数阶血红细胞系统的时滞反馈控制
  •   5.1 模型描述
  •   5.2 分岔控制策略介绍
  •   5.3 分数阶血红细胞系统时滞反馈控制
  •   5.4 实例仿真
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 附录1 程序清单
  • 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文
  • 附录3 攻读硕士学位期间申请的专利
  • 附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 庆凡

    导师: 肖敏

    关键词: 分岔,分数阶,分布式时滞,时滞反馈控制,基因调控网

    来源: 南京邮电大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学

    单位: 南京邮电大学

    分类号: O231

    DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000079

    总页数: 76

    文件大小: 1217K

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