分数阶时滞传染病模型的传播动力学

本文研究了一个具有时滞的分数阶SEIR传染病模型,并且着重研究了时滞的引入对模型的动力学行为的影响.首先,建立了分数阶SEIR传染病模型并给出了无时滞情况下地方病平衡点稳定的充分条件,以此来确保时滞的引入具有实际意义.其次,结合分岔理论求得了Hopf分岔发生的条件以及分岔阈值的表达式.研究发现,系统的动力学行为依赖于分...     

一类时滞分数阶SIR模型的动力学分析

为提高对传染病动力学模型分析的精确性,建立了一个新的带有时滞的分数阶传染病易感-感染-恢复(susceptible-infected-removed, SIR)模型,针对该模型进行稳定性分析并且讨论产生Hopf分岔的条件。首先,将整数阶系统转化为分数阶系统并求出正平衡点。然后,以时滞为分岔参数求出分岔点。研究发现,当时滞小于分岔点时,系统在正平衡点处是局部渐近稳定的;当时滞大于分岔点时,系统在正平衡点处发生Hopf分岔。同时,通过分析分数阶阶次对分岔点的影响发现,随着阶次的增加,系统的分岔点减小。最后,通过数值模拟验证了所得结论的准确性。     

含参量分数阶微分系统的基本分岔分析

本文中,我们讨论了含参量分数阶微分系统的基本分岔,即跨临界分岔、折叠分岔与音叉分岔.首先,根据分数阶Lyapunov方法,讨论了含参量分数阶微分系统的稳定性,并给出了这些基本分岔的相图.其次,根据Taylor展式与隐函数定理,研究了分数阶微分系统的规范形,从而求出这些基本分岔的拓扑规范形.     

分数阶随机Duffing系统的Hopf分岔

运用正交多项式逼近原理，研究了分数阶随机Duffing系统在零平衡点的Hopf分岔．首先，运用Laguerre正交多项式逼近法将含有随机参数的分数阶Duffing系统转化为等价的确定性系统，然后通过数值计算求得其响应．最后，利用两个引理求得等价系统发生Hopf分岔行为的临界值，并通过数值模拟验证了理论分析结果．     

一类具有时滞和非线性发生率的SIRS传染病模型稳定性与Hopf分岔分析

研究了一类具有时滞及非线性特性发生率的SIRS传染病模型,首先利用特征值理论分析了无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性;并以时滞τ作为分岔参数,分析了模型的Hopf分岔行为,运用中心流形定理和规范型理论给出了分岔方向及分岔周期解稳定性的计算公式;最后,数值模拟验证了理论分析结果.     

分数阶系统的分数阶PID控制器设计

对于一些复杂的实际系统,用分数阶微积分方程建模要比整数阶模型更简洁准确.分数阶微积分也为描述动态过程提供了一个很好的工具.对于分数阶模型需要提出相应的分数阶控制器来提高控制效果.本文针对分数阶受控对象,提出了一种分数阶PID控制器的设计方法.并用具体实例演示了对于分数阶系统模型,采用分数阶控制器比采用古典的PID控制器取得更好的效果.     

基于模型降阶的分数阶系统动态性能研究

由于大多数分数阶系统阶次过高,使得系统的控制器设计变得非常困难,会造成系统控制精度变差且动态性能降低等不利因素,而模型降阶技术是解决这一问题的有效工具.首先简要介绍了H2范数模型降阶的一般方法,并提出一种新的降阶模型结构,可以使降阶后的模型扩展到分数阶并且更加精确地逼近各种高阶系统.仿真结果证明,采用改进型H2范数模型降阶方法不仅保持了原有分数阶模型系统的动态性能而且还提升了原有整数阶模型系统的动态性能.     

基于分数阶导数的经济波动模型的稳定性研究

分析了含有分数阶导数的经济波动模型,其中分数阶导数描述了经济变量的长记忆性质.将随机动力系统的概念引入到了经济波动模型以理解经济波动的本质特征.主要研究了经济波动问题中的平衡状态的稳定性以及经济波动的波动幅度问题.首先,我们研究了经济变量的记忆性质对经济波动的稳定性和波动幅度的影响.结果表明,经济变量的长记忆性延长了经济系统到达平衡状态的时间,这对宏观经济调控提供了一个新的视角和观点.其次,我们研究了分数阶导数如何影响和改变经济波动的波动幅度.结果显示相比于经典模型,经济变量的时间记忆特性会产生不同的令人惊奇的现象.     

Wright分数阶时滞微分方程的离散化过程

引进了一种离散化方法对分数阶时滞微分方程进行离散化求解。首先考察Wright分数阶时滞微分方程;其次分析相应具有分段常数变元的Wright分数阶时滞微分方程,并应用离散化过程对模型进行数值求解;然后根据不动点理论讨论该合成动力系统不动点的稳定性;最后借助MATLAB对模型进行数值仿真,并结合Lyapunov指数、相图、时间序列图、分岔图探讨模型更多复杂的动力学现象。结果显示,提出方法成功对Wright分数阶时滞微分方程进行离散。     

连续时延神经网络模型的Hopf分岔分析

1.引言神经网络是一个非常复杂的非线性动力学系统。在神经网络模型中,有时必须考虑到其内在的时延。目前,时延神经网络模型的动力学现象是一个热门的研究课题。文[2]中研究了离散时延和对称相关矩阵神经网络的线性稳定性。文[4]通过构造Lyapunov函数,取得了一些离散时延神经网络稳定性的充分条件。文[8]将时延神经网络推广到离散时延区间动力系统,取得了这些系统的鲁棒性准则。     

一类时滞网络病毒传播模型的Hopf分支

考虑到杀毒软件查杀病毒需要一定的时间周期,以及免疫主机对网络病毒的临时免疫力,本文基于SIQR网络病毒传播模型提出一类时滞SIQRS网络病毒传播模型。以杀毒软件查杀病毒需要一定的时间周期时滞为分支参数,通过分析相应特征方程根的分布,得到模型有病毒平衡点局部渐近稳定和产生Hopf分支的充分条件。给出一个仿真示例,对理论分析结果的正确性进行了验证。     

Bifurcation,Chaos and its Control in A Fractional Order Power System Model with Uncertainties

The paper investigates the complex nonlinear behavior of a fractional order four dimension power system (FOFDPS). The discrete mathematical model of the FOFDPS is derived and presented. The equilibrium points along with the Eigen values of commensurate and incommensurate FOFDPS are presented. The existence of chaotic oscillations are supported by a positive Lyapunov exponent. Bifurcation plots are derived for both parameters and fractional orders to show the impact of the same on the dynamic behavior of FOFDPS. Having shown the existence of such complex behaviors in the FOFDPS, we present an adaptive fractional order sliding mode control (FOASMC) to suppress the chaotic oscillations. Numerical results are presented to support the theoretical results.     

计算机病毒传播模型的分析

在计算机病毒实例分析的基础上,对计算机病毒的实现原理进行了形式化的抽象,同时对计算机反病毒技术作了相关解释,并说明了计算机反病毒技术的发展方向。     

一种新的基于自适应分数阶的活动轮廓模型

区域可调拟合(region scalable fitting, RSF)活动轮廓模型在分割弱纹理、弱边缘图像时,优化易陷入局部极小导致曲线演化速度缓慢;同时该模型中的局部拟合项为高斯核函数,导致目标的边界模糊,影响分割精度.针对该问题,提出了一种基于自适应分数阶的活动轮廓模型,用于图像的分割.首先将全局G-L(Grünwald-Letnikov)分数阶梯度融合到RSF模型中,以增强灰度不均匀和弱纹理区域的梯度信息,从而提高对曲线初始位置选择的鲁棒性,并提高了图像分割的精度和速度;然后用双边滤波函数替换局部拟合项中的高斯核函数,解决了高斯核函数在演化过程中造成的边界模糊问题;最后根据图像的梯度模值和信息熵构建自适应分数阶阶次的数学模型,并计算出最佳分数阶阶次.理论分析和实验结果均表明:提出的算法可以用于灰度不均匀和弱纹理、弱边缘区域的图像分割,并能根据图像的特征自适应计算最佳分数阶阶次,避免曲线演化陷入局部最优.用多幅图像进行实验,得出该方法的分割精度和分割效率都有较大提高.     

计算机病毒网络传播模型稳定性与控制研究

随着计算机的不断普及,网络病毒也越来越成为危害网络信息安全的一大隐患。介绍了计算机病毒中的4种经典病毒模型,从局域网、广域网、电子邮件3个方面来分析控制计算机网络病毒传播的措施和方法。     

细胞钙振荡模型的Hopf分岔与计算机仿真

利用中心流形定理和分岔理论,研究了Borghans-Dupont模型平衡点分岔现象,揭示了钙振荡现象发生机理。通过对系统分岔现象的理论分析,不仅证明了Hopf分岔的存在,而且也说明了振荡现象产生和消失的主要原因来源于两个分别为超临界和亚临界的Hopf分岔。利用计算机仿真,绘制了系统平衡点分岔图、相图与时序图,验证了理论分析的正确性。     

分数阶时滞系统的频域子空间辨识

研究了利用频率响应数据辨识分数阶时滞系统子空间模型的问题,给出了一种差分进化算法与频域子空间方法相结合的辨识算法.利用差分进化算法搜索最优分数微分阶次和时滞参数,而对于固定的分数微分阶次和时滞,则采用分数阶频域子空间辨识方法得到状态空间模型.通过仿真算例验证了该算法的有效性.     

Fractional Order Synchronous Reluctance Motor: Analysis,Chaos Control and FPGA Implementation

This paper deals with the dynamical analysis and chaos control in a fractional order synchronous reluctance motor (FOSyncRM). Equilibrium points, characteristic equations and Eigen values of both commensurate and incommensurate FOSyncRM are presented. finite‐time Lyapunov exponents of the FOSyncRM system for fixed and varied parameters are investigated along with the bifurcation plots. Fractional order bifurcation plots are derived to show that the system shows more complex chaotic oscillations in fractional order. Chaos control in the FOSyncRM system is achieved using adaptive sliding mode controllers and the entire control algorithm is implemented in FPGA.     

复杂系统的分数阶内模控制器设计

针对高阶复杂系统提出一种分数阶内模控制器设计方法。利用微粒群算法(PSO)进行模型化简,基于内模控制(IMC)原理设计分数阶控制器,该控制器仅有一个可调参数,并根据鲁棒性能指标给出控制器参数整定的解析表达式。仿真结果表明,该方法可以使系统同时具有良好的目标值跟踪特性、扰动抑制特性以及克服参数变化的鲁棒性。