基于调查数据的蚜虫种群突变现象的建模与分析

论文摘要

蚜虫种群是危害作物正常生长的主要害虫,常年造成作物减产10%左右,灾难年有些地区造成作物减产高达30%左右.由于蚜虫种群具有极强的繁殖力和较短的生活周期,导致其爆发频率较高,这给预防及治理工作带来了诸多困难.因此,对蚜虫种群的动态研究有着重要的实际意义.有鉴于此,本文以蚜虫生态系统为研究对象,基于西北农林科技大学的调查数据建立尖角突变模型和T-S模糊模型,理论上揭示蚜虫种群爆发的生态学机制;设计控制器消除蚜虫种群的爆发现象,具体内容如下:（1）基于西北农林科技大学蚜虫生态系统的调查数据,首先利用多元线性回归分析和多元非线性回归分析分别对Malthusian模型、Logistic模型、尖角突变模型进行拟合度检验,结果表明尖角突变模型的拟合度最好;其次用尖角突变模型描述蚜虫种群的突变特征;最后利用实际数据绘制的蚜虫种群动态散点图,检验模型的合理性.（2）基于西北农林科技大学蚜虫生态系统的调查数据,在对调查数据进行归一化处理的基础上,利用ANFIS-减法聚类算法确定模糊规则数,通过误差分析确定高斯型隶属度函数,进而建立蚜虫种群的T-S模糊模型;针对模型的不稳定性,设计状态反馈控制器使蚜虫种群稳定在避难水平;利用实际数据进行仿真,验证结论的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 突变理论在蚜虫生态系统中的应用
•     1.1.1 基于实际数据分析蚜虫种群的突变现象
•     1.1.2 基于数学模型揭示蚜虫种群的突变机制
•   1.2 模型拟合在蚜虫生态系统中的应用
•     1.2.1 回归分析拟合在蚜虫生态系统中的应用
•     1.2.2 模糊拟合在蚜虫生态系统中的应用
•   1.3 本文主要内容
• 2 预备知识
•   2.1 回归分析
•   2.2 基于模糊减法聚类的ANFIS介绍
•   2.3 T-S模糊系统
•   2.4 Lyapunov稳定性定理
• 3 基于调查数据的蚜虫种群突变现象的模型拟合与分析
•   3.1 调查数据的来源及其处理
•   3.2 备用模型的选取
•     3.2.1 基于Malthusian模型的备用模型
•     3.2.2 基于Logistic模型的备用模型
•     3.2.3 基于尖角突变模型的备用模型
•   3.3 模型拟合
•   3.4 模型检验
• 4 基于调查数据的蚜虫种群T-S模糊模型的建立、分析与综合
•   4.1 调查数据的处理
•   4.2 模糊规则数的确定
•   4.3 模型建立
•     4.3.1 隶属度函数选取
•     4.3.2 模型确立
•   4.4 模型控制
•   4.5 模型仿真
• 结论
• 参考文献
• 附录A 隶属度函数数值
• 附录B 模糊模型实际输出值
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 那颖

导师: 赵立纯

关键词: 模糊模型,尖角突变模型,蚜虫生态系统,减法聚类算法,回归分析

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 数学,植物保护

单位: 辽宁师范大学

分类号: S433.3;O212.1

总页数: 47

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