基于非线性动力学的能源替代系统建模及实证分析

发布时间：2021-11-22 05:27

　　随着经济全球化程度的日益加深,必然引发能源的大量消耗,进而导致二氧化碳排放量激增,对生态环境造成了极大的危害。从短期来看,由于关闭重污染企业可能会造成GDP的减少;但从长远来看,通过技术革新、完善设备,发展可再生能源产业将带来新的经济增长点。因此探究减排、经济增长和可再生能源发展之间相互影响、相互作用的耦合关系具有非常重要的意义。本文通过分析碳排放量、GDP和可再生能源装机容量之间相互影响的关系,建立了一个能源替代非线性微分方程模型,利用Routh-Hurwitz引理和Lyapunov稳定性理论探讨了该模型的动力学行为,分析了随着参数的变化系统由稳定状态、Hopf分岔点到混沌吸引子的演变过程。基于美国和中国实际的数据使用遗传算法辨识出了能源替代系统中的参数,给出了中国能源市场相应的调控措施和政策建议。最后对系统作了线性反馈控制,得出可以将混沌系统控制到稳定的正平衡点。 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

能源替代系统吸引子及时间演化图：(a)2D(x-y),(b)2D(x-z),(c)2D(y-z),(d)2D(x-y-z),(e)x,y,z的时间演化序列

图 3.2 (a)当 0.42,1.21c 时系统(3.1)的分岔图，在 1.194931c 处有一个分岔点(b)系统关于参数1c 的李雅普诺夫指数谱Fig 3.2 (a)Bifurcation diagram of system(3.1)when 0.42,1.21c ,and there is a bifurcationpoint at 1.194931c (b)The Lyapunov exponent spectrum of system(1c )根据定义可以计算出，当 0.421c 时系统的三个Lyapunov 指数分别为：1L =0.0319,2L =-0.0016,3L =-0.4539,其中最大的 Lyapunov 指数 0,1L 这说明了系统确实是一个奇异吸引子。系统的Lyapunov 维数计算结果如式(3.8)：2.699272.12213 i LiLLD (3.8)因此，系统的分数维数进一步验证了系统(3.1)的确是一个混沌系统。

28图 3.3 (a)当 0.3,0.9072c 时系统的分岔图，在 0.3743252c 处有一个分岔点(b)系统(3.1)关于参数2c 的李雅普诺夫指数谱Fig 3.3 (a) Bifurcation diagram of system when 0.3,0.9072c ,and there is a bifurcatipoint at 0.3743252c (b)The Lyapunov exponent spectrum of system(2c )

【参考文献】：
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本文编号：3511030