时滞生物偏微分系统最优控制若干问题研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11971185
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    常微分方程
  • 结题年份:
    2023
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019 至 2023

项目摘要

This project is a cross topic of biological systems with time delay, partial differential equations and optimal control. It qualitatively studies optimal control of biological partial differential systems with time delay and related issues. The main contents are: to study the optimal control problem of semi-linear predator-prey systems with time delay, to establish the existence and uniqueness conditions of strong solutions of state systems, to obtain the first-order optimal necessary conditions, and to overcome the difficulties caused by time delay; Considering the optimal control problem of quasilinear competitive ecosystem with time delay, the necessary and sufficient conditions for the existence of a global positive strong solution and the existence of first-order and second-order optimal control are discussed. This paper studies the optimal control problem of quasilinear SIS infection system with time-delay repulsive infection tendency, discusses the well-posedness and gives the optimal necessary conditions. The inverse problem of semi-linear SIS epidemic reaction-diffusion system with time delay is discussed, and the first-order optimal necessary conditions are established to realize the numerical simulation results. This paper studies the optimal control problem of SIR parabolic infectious system with time delay, gives the necessary conditions for the second order optimization, and establishes a discrete iterative convergence scheme for the optimal solution. The realization of the research content of this project will help to understand the influence of time delay on optimal control of biological systems and will enrich the theory of optimal control of partial differential equations and the establishment of some optimal control input schemes for biological systems.
本项目是时滞生物系统、偏微分方程、最优控制的交叉课题,定性研究时滞生物偏微分系统最优控制若干问题。主要是:研究半线性具时滞食饵趋向性捕食系统最优控制问题,建立状态系统强解存在唯一性条件、得到一阶最优必要条件,克服时滞所带来的困难;考虑拟线性具时滞竞争生态系统最优控制问题,讨论全局正强解存在唯一条件、建立最优控制存在一阶、二阶最优必要充分条件;研究拟线性具时滞排斥感染趋向性SIS传染系统最优控制问题,讨论适定性、给出最优必要条件;讨论半线性具时滞SIS流行病反应-扩散系统反问题,建立一阶最优必要条件,实现数值仿真结果;研究具时滞SIR抛物型传染系统最优控制问题,给出二阶最优必要条件、建立最优求解的离散迭代收敛方案。本项目研究内容的实现将有助于了解时滞对生物系统最优控制的影响,必将丰富偏微分方程最优控制理论和一些生物系统最优控制输入方案的建立.

结项摘要

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Forward–backward linear–quadratic optimal control and stabilization problems for discrete-time stochastic delayed syste
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IFAC Journal of Systems and Control
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Teng Song and Bin Liu
  • 通讯作者:
    Teng Song and Bin Liu
Boundedness in a Forager-Exploiter Model Accounting for Gradient-Dependent Flux-Limitation
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    East Asian Journal on Applied Mathematics
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Qian Zhao and Bin Liu
  • 通讯作者:
    Qian Zhao and Bin Liu
Global Solvability and Optimal Control to a Haptotaxis Cancer Invasion Model with Two Cancer Cell Species
  • DOI:
    10.1007/s00245-020-09712-0
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Applied Mathematics & Optimization
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Feng Dai;Bin Liu
  • 通讯作者:
    Feng Dai;Bin Liu
Boundedness and stabilization in the 3D minimal attraction–repulsion chemotaxis model with logistic source
  • DOI:
    10.1007/s00033-022-01694-z
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
    Zeitschrift für angewandte Mathematik und Physik
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guoqiang Ren;Bin Liu
  • 通讯作者:
    Guoqiang Ren;Bin Liu
Boundedness and Asymptotic Behavior in a 3D Keller-Segel-Stokes System Modeling Coral Fertilization with Nonlinear Diffusion and Rotation
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    CSIAM Trans. Appl. Math.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Feng Dai and Bin Liu
  • 通讯作者:
    Feng Dai and Bin Liu

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蒲黄总黄酮含量测定方法研究
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘斌
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李锐超
国内外旅游废弃物的环境影响研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    可持续发展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘斌;林锦屏;钟竺君;成蝶;王函
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘斌;乔双梁;魏艳萍
  • 通讯作者:
    魏艳萍

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刘斌的其他基金

生物趋化模型的动力学分析与最优控制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    235 万元
  • 项目类别:
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随机时滞微分代数系统最优控制若干问题研究
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    面上项目
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    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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