您的位置:山东大学 -> 科技期刊社 -> 《山东大学学报(理学版)》

山东大学学报(理学版) ›› 2016, Vol. 51 ›› Issue (5): 136-142.doi: 10.6040/j.issn.1671-9352.0.2016.017

• • 上一篇    

具有年龄结构非线性扩散系统的最优控制

刘江璧,雒志学   

  1. 兰州交通大学数理学院, 甘肃 兰州 730070
  • 收稿日期:2016-01-11 出版日期:2016-05-20 发布日期:2016-05-16
  • 作者简介:刘江璧(1990— ), 男, 硕士研究生, 研究方向为生物数学及最优控制理论. E-mail:liujiangbi_2011@163. com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(11561041);甘肃省自然科学基金资助项目(1506RJZA071)

Optimal control for a nonlinear diffusion system with age-dependent

LIU Jiang-bi, LUO Zhi-xue   

  1. Department of Mathematics, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China
  • Received:2016-01-11 Online:2016-05-20 Published:2016-05-16

摘要: 研究了一类具有空间扩散和年龄结构的非线性系统竞争种群的最优控制问题,通过对两种群收获努力度的控制,使得收获种群的经济利益最大。利用不动点定理得到了解的存在唯一性,Mazur定理证明了最优收获的存在性,借助法锥技巧,推导了收获控制为最优的必要条件,从而推广了一些已有结果。

关键词: 年龄结构, 最优控制, 空间扩散, 竞争系统

Abstract: In this paper, we investigate the optimal harvesting for a class of nonlinear diffusion problem in an age-dependent population system with fertility and mortality depending on the population size. Making the maximum revenue from harvested by control the proportion of the species harvested. Mazurs theory is used to obtain existence of an optimal control. Optimality conditions are derived by means of normal cone technique. Some results in references are extended.

Key words: age-dependent, competition, optimal control, diffusion

中图分类号: 

  • O157.1
[1] GURTIN M E. A system of equations for age-dependent population diffusion[J]. Thero Biol, 1973, 40(2):389-392.
[2] ANITA S. Analysis and control of age-dependent population dynamics[M]. Boston: Kluwer Academic, 2000.
[3] 雒志学,李沐春. 具有扩散和年龄结构种群动力系统的最优控制[J].工程数学学报, 2006, 23(4):641-646. LUO Zhixue, LI Muchun. Optimal control for linear population dynamics with age-dependence spatial structure and diffusion[J]. Chinese Journal of Engineering Mathematics, 2006, 23(4):641-646.
[4] 吴秀兰, 付军. 具有年龄结构和空间扩散的捕食与被捕食种群系统的最优控制[J].吉林大学学报(理学版), 2010, 48(4):545-550. WU Xiulan, FU Jun. Optimal control for age-dependent predator-prey population dynamics with diffusion[J]. Journal of Jilin University(Science Edition), 2010, 48(4):545-550.
[5] BUSENBER S, IANNELLI M. A class of nonlinear diffusion problems in age-dependent population dynamics[J]. Nonlin Anal, 1983 7(5):501-529.
[6] AINSEBA B E. Optimal control for a nonlinear age-structured population dynamics model[J]. Electronic Journal of Differential Equations, 2003, 23(28):1-9.
[7] ZHAO Chun, WANG Miansen, ZHAO Ping. Optimal harvesting problems for age-dependent interacting species with diffusion[J]. Comput Math Appl, 2005, 163(1):117-129.
[8] BARBU V, IANNELLI M. Optimal control of population dynamics[J]. Optim Theory Appl, 1999, 102(1):1-14.
[9] BARBU V. Mathematical methods in Optimization of differential systems[M]. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1994.
[1] 曹雪靓,雒志学. 污染环境下森林发展系统的最优控制[J]. 山东大学学报(理学版), 2018, 53(7): 15-20.
[2] 张泰年,李照兴. 一类退化抛物型方程反问题的收敛性分析[J]. 山东大学学报(理学版), 2017, 52(8): 35-42.
[3] 聂天洋,史敬涛. 完全耦合正倒向随机控制系统的动态规划原理与最大值原理之间的联系[J]. 山东大学学报(理学版), 2016, 51(5): 121-129.
[4] 蔡超. 一类Kolmogorov型方程的系数反演问题[J]. 山东大学学报(理学版), 2016, 51(4): 127-134.
[5] 张秋华, 刘利斌, 周恺. 时滞非局部扩散Lotka-Volterra 竞争系统行波解的存在性[J]. 山东大学学报(理学版), 2015, 50(01): 90-94.
[6] 卢拉拉,窦家维. 一类具有比例和常数脉冲收获的周期竞争系统周期解的存在性[J]. J4, 2012, 47(9): 98-104.
[7] 于永胜,宫召华,刘重阳. 微生物批式流加发酵中的最优控制[J]. J4, 2011, 46(11): 117-121.
[8] 陈丽. 超前BSDE中Z的性质及其在时滞随机控制中的应用[J]. J4, 2010, 45(4): 16-20.
[9] 郭 磊 . 确定性跳变系统的最优控制问题[J]. J4, 2007, 42(7): 82-86 .
[10] 李志涛,王光臣,木 超 . 一类随机最优控制问题的局部必要条件及在投资选择中的应用[J]. J4, 2007, 42(6): 7-11 .
[11] 孙冠颖,梁栋,王文洽 . 有限空间年龄结构种群模型的数值分析[J]. J4, 2006, 41(6): 65-70 .
[12] 陈莉, . 非方离散广义系统的奇异LQ问题及最优代价单调性[J]. J4, 2006, 41(5): 80-83 .
[13] 郭 磊,于瑞林,田发中 . 一类常规跳变系统的最优控制[J]. J4, 2006, 41(1): 35-40 .
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!