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一类二维线性动力系统实用稳定域估计研究
肖倩,杨玉华,崔侃,卢占会
华北电力大学数理系,河北保定 (071003)
Email: xiaoxiao_xq168@163.com
摘 要: 利用 V 函数讨论了一类二维线性动力系统的实用稳定性及实用稳定域估计,给出了
二维线性动力系统的实用稳定性及实用稳定域估计的具体表达式,所得结果简单实用,改进
了已有文献的结果。
关键词:V 函数;实用稳定;实用稳定域;实用稳定域的估计
中图分类号:O175.21
1.引言
随着现代科学技术的飞速发展,数学模型广泛应用于描述各种现实个体,而实际问题研
究的中心问题就是研究动力系统所具有的性质、系统能稳定工作的条件。李雅谱诺夫意义下
的稳定性在很大程度上解决了这个问题。但是在实际工程中李雅谱诺夫稳定可能会因其瞬态
运动超越实际所允许的界限而失去实际意义。而一个围绕李雅谱诺夫不稳定的运动状态作小
幅振动的系统其性能却能被实际所接受。因为从应用的观点来看,如果在一定限度范围内的
初始扰动作用下,系统的受扰运动能够保持在实际允许的范围内,则系统即认为是稳定的,
如飞行器的飞行、机器人的运动等都是如此。对于这类情况,实用稳定(文献[1],[2],[3])概
念能给予恰当的描述,其特点就是直接利用所给的各种允许误差定量地评估系统受扰的轨线
行为。因此实用稳定性的研究引起了广大学者的兴趣。近年来,对常微系统、不连续系统以
及时滞系统的实用稳定性研究已有不少成果[1,3-6],他们主要借助于比较方法或构造李雅
谱诺夫函数给出系统实用稳定的条件。文献[7]构造了两个李雅谱诺夫函数,再结合比较判
别法给出了系统最终实用稳定的判别条件。但关于实用稳定域及实用稳定域估计理论的相应
研究,还不多见。本文利用数学分析理论和构造 V 函数的方法,讨论了一类二维线性动力
系统的实用稳定域估计,给出二维线性动力系统实用稳定的稳定域估计,改进了已有文献的
结果,所得条件简单实用。
2.预备知识
考虑非线性动力系统
(, )
dX
ftx
dt
=
nn
RRRxtf →×:),( (1)
定义 1(实用稳定) 系统(1)如果对每个
oA
Rxt
χ
τ
×∈),(
0
,有
0
(; )
A
xt x
∈ ,则
称系统(1)关于
{, , }
OA A
χχ
是实用稳定的。
定义 2(实用稳定域) 如果系统(1)满足当
0
(, )
sA
xD
χ
∈ 时,对每个 tR
∈ ,有
0
(; )
A
xt x
∈ 且 (, )
sA
D
χ
的内部 (, )
o
ps
A
D
χ
非空,则称 (, )
sA
D
χ
是系统(1)关于
{, , }
OA A
χχ
的实用稳定域。
定义 3(实用稳定域的估计) 如果集合
S 满足: S 的内部
o
S 非空且 S 是 (, )
sA
D
χ
的
连通子集,则称集合
(, )
sA
S
τχ
= 是系统(2)关于{, }
A
χ
实用稳定域的估计。