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能源是国民经济重要的物质基础,也是人类赖以生存的基本条件。随着能源消费迅猛增长,能源供应日趋紧张,能源供需矛盾日益突出,能源问题已成为制约我国经济发展的瓶颈。本文主要研究了四维能源供需系统脉冲切换控制以及带有未知参数的四维能源供需系统同步问题,并考虑时滞和随机扰动对它们的影响。首先,介绍了本文的研究背景、意义和现状。其次,介绍了相关的基本理论和概念。然后,介绍了本文的研究工作,具体内容如下:
研究了时滞能源供需系统脉冲切换控制。在脉冲切换控制下,能源供需系统变成了一个非线性混合脉冲切换系统。基于脉冲切换控制理论和李雅普洛夫稳定性理论,获得了该系统指数稳定的条件。当外界环境因素改变时,通过选择合适的脉冲控制器和切换控制器,使得能源供需系统达到稳定,进而确保能源安全。最后,数值模拟验证了理论分析的有效性和正确性,并给出了相应的政策性建议,这对我国的能源发展规划具有一定的指导意义。
将随机扰动引入到能源供需系统中,研究了带有随机扰动的时滞能源供需系统脉冲切换控制。随机扰动是一个标量布朗运动的形式。结合随机时滞微分方程、李雅普洛夫稳定性理论和脉冲切换理论,得到了该系统均方指数稳定的充分条件。并根据实际的能源统计数据,利用BP神经网络的方法对能源供需系统的未知参数进行辨识,获得了能反应能源供需真实行为的实际能源供需系统。数值模拟验证了理论分析的有效性和正确性。
研究了带有未知参数和随机扰动的时滞系统投影同步及其在能源系统中的应用。基于自适应控制方法以及随机时滞微分方程的LaSalle不变原理,设计了自适应控制器和参数自适应律,估计了未知参数,实现了带有未知参数和随机扰动的时滞混沌系统的函数投影同步,并将其理论结果应用到两个不同的四维能源供需系统中,这对中国两个区域的能源供需同步稳定、协调均衡发展具有一定的指导意义。