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生态系统的持久性、多样性问题是数学生态理论中的一个重要组成部分。Logistic模型是研究生态系统最基本的模型。针对捕食-被捕食系统,Holling引入饱和因素并首先建立了具有功能反应的种群生态学的动力学模型,为生态系统的研究提供了一条途径。由于环境因素的影响,精确的数学模型很难建立,而模糊系统特别是Type-2模糊系统,能描述更高层次的不确定性。目前Type-2模糊集合已在模糊控制、生态系统、函数逼近等方面得到了广泛的应用,也取得了很好的效果。本文从两个方面对具有功能反应的生态系统进行研究。
一方面对具有基于比率的Beddington-DeAngelis生物模型,借助代数方程,构造了一个判别函数,给出了模型的正平衡点存在唯一性条件;利用比较原理给出了模型解的有界性和一致持久性的判别条件;通过构造合适的Liapunov函数寻找到正平衡点全局稳定的充分条件。
另一方面以一类具有功能反应函数的二种群生态系统为背景,为了实现生物控制以维持生态系统的平衡,利用Type-2模糊系统,并通过模糊推理设计自适应模糊控制器,将模糊控制理论与生态系统理论结合起来,建立有效的生物系统稳定的控制方法,使系统能克服由外界环境影响带来的不确定性,最后的仿真结果验证了这种方法的有效性。