时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略的制作方法

技术特征：
1.一种时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略，其特征在于：所述控制策略包括如下步骤：步骤1：建立扩散影响下由偏微分方程描述的无控海洋浮游生态系统；步骤2：对于步骤1中的无控的海洋浮游生态系统施加单参数混合分岔控制器，得到控制器作用下的海洋浮游生态系统模型，并分析平衡点的存在性条件；步骤3：将受混合分岔控制器作用下的海洋浮游生态系统模型在平衡点处线性化，得出线性化的被控网络的特征方程；步骤4：选取时滞作为hopf分岔参数，通过对步骤3中的特征方程进行作为hopf分岔分析，调节并选取适当的控制器参数，使得该网络在平衡点附近局部稳定。2.根据权利要求1所述时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略，其特征在于：所述步骤2中的混合分岔控制器的数学表达为：此时p(t,x)＝p(t
‑
τ2,x),z(t,x)＝z(t,x),τ＝τ1 τ2，其中p(t,x)和z(t,x)分别代表浮游植物和浮游动物在时间t和位置x的种群密度；r1表示浮游植物的内在生长率；δ是浮游植物的环境承载力；τ1和τ2分别表示浮游动物的发育延迟和浮游动物消化浮游植物的所需时间；mf(p)代表功能响应函数，δ代表r
n
上的拉普拉斯算子；d1代表浮游植物的时空扩散系数。3.根据权利要求2所述时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略，其特征在于：混合分岔控制器的参数α∈[
‑
1,1]，所述控制器作用下的海洋浮游生态系统模型为：其中混合分岔控制器参数α∈[
‑
1,1]表示控制器反馈增益参数，系统存在唯一正平衡点e
*
(p
*
,z
*
)，该平衡点满足z
*
＝γp
*
,r1(δ
‑
p
*
)＝δmγf(p
*
)。4.根据权利要求3所述时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略，其特征在于：令并去除
“‑”
，所述海洋浮游生态系统模型在平衡点处线性化的模型为：其中
以及a
21
＝r2γ,a
22
＝
‑
r2,b
12
＝mf(p
*
)
‑
k2是δ的特征根，其中k∈n0，得出在控制器作用下的海洋浮游生态系统的特征方程为：det(λi
‑
m
k
‑
l1‑
l2e
‑
λτ
)＝0，即λ2 λ(k)λ θ(k) k1a
21
b
12
e
‑
λτ
＝0，其中λ(k)＝(d1 d2)k2‑
(1
‑
α)a
11
‑
α
‑
a
22
,θ(k)＝d1d2k4‑
[d1a
22
d2((1
‑
α)a
11
α)]k2 ((1
‑
α)a
11
α)a
22
。5.根据权利要求1所述时空扩散影响下海洋浮游生态系统的混合控制策略，其特征在于：在所述步骤1中，所述无控的海洋浮游生态系统的数学表达为：其中p(t,x)和z(t,x)分别代表浮游植物和浮游动物在时间t和位置x的种群密度；r1和r2分别表示浮游植物和浮游动物的内在生长率；δ是浮游植物的环境承载力；γ象征着浮游动物捕食浮游植物的能力；τ1和τ2分别表示浮游动物的发育延迟和浮游动物消化浮游植物的所需时间；mf(p)代表功能响应函数，并满足δ代表r
n
上的拉普拉斯算子；d1和d2分别代表浮游植物和浮游动物的时空扩散系数，假设ω＝(0,lπ)，l＞0，是具有光滑边界的有界区域；υ是光滑边界的向外法向量。

技术总结
本发明是一种时空扩散影响下海洋浮游生态系统混合控制策略，该策略包括：建立偏微分方程描述下的无控多时滞海洋浮游生态系统，得到系统存在正平衡点的条件；对于无控含时滞的海洋浮游生态模型施加混合控制器，得到加入混合控制器的海洋浮游生态模型；将受混合控制器作用的海洋浮游生态模型在平衡点处线性化，得出线性化的被控网络的特征方程；选取和时滞为分岔参数，通过对该线性化后的被控网络的特征方程进行稳定性分析和分岔分析，选取适当的控制器参数，使得该网络在平衡点附近局部渐近稳定。本发明的控制器相较其他控制器，建模时无需系统当前状态值，控制参数可调域大，实际操作简便易行，控制效果显著。控制效果显著。


技术研发人员：陆云翔 肖敏 陈功 何家劲
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/10/8