復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)的非線性分析與模糊容錯(cuò)控制.pdf

1、本文以復(fù)雜非線性生態(tài)系統(tǒng)為研究背景，利用模糊數(shù)學(xué)建立了生物系統(tǒng)中生態(tài)位及相關(guān)概念的數(shù)學(xué)模型。研究了生物系統(tǒng)中的混沌、同步、分岔等非線性動(dòng)力學(xué)行為，初步構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論框架。同時(shí)，將生態(tài)系統(tǒng)中存在自適應(yīng)、魯棒性和穩(wěn)定性等生物特性抽象出來(lái)，通過(guò)數(shù)學(xué)方法形成生物特性融入到控制系統(tǒng)和優(yōu)化方法中，提出了一類具有生物特性的模糊T-S控制方法和模糊容錯(cuò)控制方法。建立了基于生物特性的優(yōu)化方法。提出了擴(kuò)展的Type-2模糊系統(tǒng)，并建立了具有冗余結(jié)

2、構(gòu)和冗余補(bǔ)充特性的生物系統(tǒng)的模糊數(shù)學(xué)模型。最后，將基于生物特性的控制與優(yōu)化方法應(yīng)用到生態(tài)系統(tǒng)中，研究生物系統(tǒng)的非線性行為、預(yù)測(cè)與控制。 首先，以生態(tài)位(Niche)和生物群落為基本單元，抽象研究了生態(tài)位理論、生態(tài)系統(tǒng)的邊緣效應(yīng)、建立了生態(tài)位與群落的模糊數(shù)學(xué)關(guān)系原理。提出了相似優(yōu)先選擇競(jìng)爭(zhēng)原理、物種間生態(tài)位的選擇、競(jìng)爭(zhēng)及演化原理，證明了高斯競(jìng)爭(zhēng)定理。另外，本文所建立的生態(tài)位模型是目前常用的三種生態(tài)位模型的統(tǒng)一形式，這為生態(tài)位的實(shí)際

3、應(yīng)用帶來(lái)方便。 利用動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行非線性分析，研究了生態(tài)系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象、物種競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)的同步行為以及生物系統(tǒng)的分形。提出了生物進(jìn)化的混沌度量方法。 其次，利用生態(tài)系統(tǒng)本身具備的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和自組織等特性，將生態(tài)系統(tǒng)的這種特性融入到遺傳算法中，提出了基于生態(tài)位技術(shù)的遺傳算法的動(dòng)態(tài)改進(jìn)方法，彌補(bǔ)了常規(guī)的靜態(tài)改進(jìn)方法，提高遺傳算法的收斂性和穩(wěn)定性。并將基于生態(tài)位技術(shù)的遺傳算法應(yīng)用于模糊系統(tǒng)的參數(shù)辨識(shí)和模糊規(guī)則的自動(dòng)