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诊断/未诊断土壤产量的分数阶模型。 (英语) Zbl 1470.92414号

农业是任何国家的基本经济。土壤肥力和水分是产量的关键资源。为了通过诊断和未诊断的土壤提高产量密度,在Caputo意义下建立了分数阶分区模型。为了衡量产量的增长强度,利用整数阶非线性动力系统的下一代矩阵方法,推导了基本再生产数。描述了两个平衡点的局部稳定性分析;未诊断的无土和最佳平衡点。通过生成李亚普诺夫函数,对全局稳定性进行了详尽的计算。参考基本再生数,定义了分岔分析,它表达了土壤肥力的混沌性质。此外,将最优控制理论应用于当前的分数模型以优化产量。并利用庞特里亚金最大值原理计算了优化条件。利用验证数据对不同分数阶进行了数值模拟,以分析相对于阶的行为。

MSC公司:

92F05型 其他自然科学(数学处理)
91B76号 环境经济学(自然资源模型、收获、污染等)
49N90型 最优控制与微分对策的应用
26A33飞机 分数导数和积分
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 马萨诸塞州阿卜杜拉齐兹;伊斯梅尔,AI;阿卜杜拉,FA;分数阶离散SI流行病模型中的Mohd、MH、分岔和混沌,Adv.Differ。Equ.、。,2018, 1, 44 (2018) ·Zbl 1445.37061号 ·doi:10.1186/s13662-018-1481-6
[2] 阿吉拉·卡马乔,N。;马萨诸塞州杜阿尔特·默穆德;Gallegos,JA,分数阶系统的Lyapunov函数,Commun。非线性科学。数字。模拟。,19, 9, 2951-2957 (2014) ·Zbl 1510.34111号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2014.01.022
[3] Bonyah,E.,腐败模型的分数最优控制,J.Prime Res.Math。,16, 1, 11-29 (2020) ·Zbl 1448.49044号
[4] 曹毅。;Ren,W.,分数阶系统的分布式编队控制:动态交互和绝对/相对阻尼,系统。控制信函。,59, 3-4, 233-240 (2010) ·Zbl 1222.93006号 ·doi:10.1016/j.sysconle.2010.01.008
[5] Caputo,M.,耗散wzedhe Q的线性模型几乎与频率无关-II,Geophys。《国际期刊》,13,5,529-539(1967)·doi:10.1111/j.1365-246X.1967.tb02303.x
[6] 德尔科勒,R。;Maas,SJ;盖里夫,M。;Baret,F.,《遥感和作物生产模型:当前趋势》,ISPRS J.Photogram。遥感,47,2-3,145-161(1992)·doi:10.1016/0924-2716(92)90030-D
[7] O.迪克曼。;日本Heesterbeek;Metz,JA,关于异质人群传染病模型中基本繁殖率R_0的定义和计算,J.Math。《生物学》,28,4,365-382(1990)·兹比尔0726.92018 ·doi:10.1007/BF00778324
[8] Herrmann,R.:分数微积分:物理学家导论。《世界科学》(2014)·兹比尔1293.26001
[9] 通用电气公司格里夫斯;Wang,YM,《粮农组织AquaCrop模型在热带环境下模拟缺水灌溉条件下玉米生长和生产力的评估》,Water,8,12,557(2016)·doi:10.3390/w8120557
[10] Hamamci,SE,使用分数阶PID控制器稳定分数阶时滞系统的算法,IEEE Trans。自动。控制,52,10,1964-1969(2007)·Zbl 1366.93464号 ·doi:10.1109/TAC.2007.906243
[11] Kheiri,H。;Jafari,M.,带有随机测试和接触追踪的HIV/AIDS流行病模型的分数最优控制,J.Appl。数学。计算。,60, 1-2, 387-411 (2019) ·Zbl 1421.92033号 ·文件编号:10.1007/s12190-018-01219-w
[12] Kaslik,E.,Sivasundaram,S.:分数阶和整数阶动力学之间的差异。载于:AIP会议记录,第1637卷,第1期,第479-486页。美国物理研究所(2014)
[13] 李,C。;Chen,G.,分数阶Chen系统中的混沌及其控制,混沌孤子分形,22,3,549-554(2004)·Zbl 1069.37025号 ·doi:10.1016/j.chaos.2004.02.035
[14] Lin,W.,分数阶微分方程的全局存在性理论和混沌控制,J.Math。分析。申请。,332, 1, 709-726 (2007) ·Zbl 1113.37016号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2006.10.040
[15] Matignon,D.,分数阶微分方程的稳定性结果及其在控制处理中的应用,计算。工程系统。申请。,2, 963-968 (1996)
[16] 厄扎尔普,N。;Demirci,E.,具有垂直传输的分数阶SEIR模型,数学。计算。型号。,54, 1-2, 1-6 (2011) ·Zbl 1225.34011号 ·doi:10.1016/j.mcm.2010.12.051
[17] 奥兹贝,H。;阀盖,C。;Fioravanti,AR,分数阶时滞系统PID控制器设计,系统。控制信函。,61, 1, 18-23 (2012) ·兹比尔1250.93057 ·doi:10.1016/j.sysconle/2011.09.011
[18] Petras,I:分数阶控制器:它们的合成和应用方法。arXiv预打印数学/0004064(2000)
[19] Petráš,I.,分数阶非线性系统:建模、分析和仿真(2011),柏林:施普林格,柏林·Zbl 1228.34002号 ·doi:10.1007/978-3-642-18101-6
[20] Podlubny,I.,分数阶系统和分数阶控制器,Inst.Exp.Phy。斯洛伐克学院。科学。科西塞,12,3,1-18(1994)
[21] 波德鲁布尼,I。;彼得亚什,I。;维纳格雷,BM;O’Leary,P。;多查克。,分数阶控制器的模拟实现,非线性动态。,29, 1-4, 281-296 (2002) ·Zbl 1041.93022号 ·doi:10.1023/A:1016556604320
[22] 彭特里亚金,LS;博尔扬斯基,VG;甘克雷利泽,RV;米什琴科,EF,《优化过程的数学理论》,4-5(1986),纽约:戈登和布雷奇科学出版社,纽约
[23] 新罕布什尔州沙阿;Jayswal,EN;萨蒂亚,MH;Thakkar,FA,《土壤和水对作物的稳定性分析》,国际J.Adv.Innov。第6、2、61-72号决议(2019年)
[24] 斯威兰,NH;Al-Mekhlafi,SM,关于分数阶多序列TB模型的最优控制,Optim。控制应用程序。方法,37,6,1355-1374(2016)·Zbl 1353.49029号 ·doi:10.1002/oca.2247
[25] Tan,Q。;张,S。;Li,R.,《在社会经济和生态目标下通过重新配置作物种植结构实现农业水资源和土地资源的优化利用》,water,9,7,488(2017)·doi:10.3390/w9070488
[26] Tepljakov,A.,动态系统的分数阶建模和控制(2017),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1383.34001号 ·doi:10.1007/978-3-319-52950-9
[27] JR威廉姆斯;加利福尼亚州琼斯;金尼里,JR;Spanel,DA,EPIC作物生长模型,Trans。ASAE,32,2,497-0511(1989)·doi:10.13031/2013.31032
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