Chỉ số lyapunov và ứng dụng

64 251 0
Chỉ số lyapunov và ứng dụng

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ệ ì ì P P P ệ ệ ì ì P P P ệ số t ữớ ữợ P Pữủ ỡ ổ tọ ỏ t ỡ t s s t tợ P Pữủ t t t ữợ t tr t tự tổ õ t t ỗ tớ tổ ụ ữủ ỷ ỡ t tợ trữớ r tổ ứ ỡ ũ tt ỗ ỡ tổ ổ t ú ù t t ủ tổ tr q tr t ổ tọ ỏ t ỡ t tợ t ổ trữớ ữ t t ổ ỏ ú ù tổ tr sốt q tr t ự tổ ụ ữủ ỷ ỡ t tợ ổ ụ ú ù tổ tr q tr t t tổ tọ ỏ t ỡ tợ ỳ ữớ t tr ổ ổ q t tổ tr sốt q tr t ự t P ổ ữợ sỹ ữợ P Pữủ s tở t ợ t số ự ữủ t tự t t r q tr ự tỹ t tứ ỳ t tỹ ợ sỹ tr trồ t ỡ t P ử ữỡ số tỡ trữ số t t số trữ số số trữ tr số Pờ ởt ữỡ tr t t tỡ trữ t t tỡ trữ số tỡ trữ tr số tỡ trữ ữỡ tr t t ữỡ số Pữỡ tự t ự ữỡ tr tữớ t t ữỡ tr t t ổ t t ữỡ tr t t t t t t ợ số Pữỡ số tr ự ữỡ tr số t t ởt số tũ ữỡ tr số ữỡ tr số t t ợ số Pữỡ tỡ trữ tr ự ữỡ tr số t t t t t ự t t ữỡ tr số ởt số ởt tr s ữủ số sỷ số trữ ữ r t ữ r ữỡ tr t t số ữủ ỳ ữớ tờ qt õ t tỡ trữ ự ữỡ tr tữớ tr trữớ ủ tợ tự số số ụ ữủ ự ữỡ tr số ộ Pữủ rở tỡ trữ ỳ ữớ ữỡ tr số t t ữỡ tr số ợ số tữớ tớ sỹ ỵ tt số ụ ữủ ự số ữỡ tr t ữủ số tr t t õ t ú số ợ ố t s s ỡ số ự õ tr t ữỡ tr ữủ sỹ ỗ ỵ ữợ P Pữủ tổ t số ự tỹ t s t ự r ỵ tt số tỡ trữ ự ú tr ự t ữỡ tr t t ữỡ tr số t t ự số tỡ trữ ự ự số tr ự t ữỡ tr tữớ t t ữỡ tr số t t ố tữủ ự ố tữủ ự số tỡ trữ ự ú tr t ữỡ tr P ự t s q số tỡ trữ Pữỡ ự t t số ủ t tố tự số tỡ trữ ự ú tr ự t ữỡ tr tữớ t t ữỡ tr số t t õ õ ợ ởt tờ q số tỡ trữ ự ú tr t ữỡ tr ữỡ số tỡ trữ số t t sỷ f (t) số tỹ tr ởt số f (tk ) a f (t) t số a = lim f (tk ) t + a ợ {tk } tk + (k = 1, 2, .) ữủ k+ t0 < t < t0 ợ r số õ t r tt ợ r số f (t) t + ữủ ợ tr õ = lim f (t). t+ số ữỡ ữỡ T (E) E ợ tũ ỵ tỗ t số s f (t) < E t t õ f (t) ợ t T (E) õ ợ ổ ỹ số ữỡ E lim f (t) = t+ ợ tũ ỵ tỗ t số ữỡ f (t) > E ợ t T (E) T (E) s t ự ữỡ tr số ỗ ởt ữỡ tr tữớ ởt r số tự tr õ x1 Rn1 x = R1 x1 + R2 x2 + f1 ; = R3 x1 + R4 x2 + f2 , x2 Rn2 Ri i = 1, 2, 3, fj j = 1, tr tỡ õ số tữỡ ự t En1 0n1 ìn2 x1 f1 R R E ; B = , = x = ; f = ; A = x2 f2 R3 R4 0n2 ìn1 0n2 0 tr õ E = En1 tr ỡ n1 tỷ õ số tữỡ ự tr ỗ tt B f tr tỡ õ số tữỡ ự r t tữớ t tr ỡ tr ỗ tt tỷ E ổ t số tr tr õ số tữỡ ự t tr tr õ ợ t tr õ t t ữủ ữợ (Ax) = Bx + f f (t) t õ t t Ax(t) = Bx(t) (Ax(t)) = Bx(t), tr õ y(t) = y (t) tỡ y(t) r t ữỡ tr số tữớ ữủ ỗ t ợ t ỏ ọ x õ tự t tồ x1 x2 x õ tữớ tr tỹ t tữớ ỏ ọ x1 õ ỏ x2 õ t ổ ứ õ t t õ t ũ ủ ợ tỹ t ỡ t ữợ ũ ủ ợ t t ữỡ tr số t t t tớ ữủ ỷ ỷ st rt qt ữỡ tr tr õ tr A õ t s số õ tr A tr B tr ổ t tt tr ổ ữ ú õ tữợ ũ ủ x Rn tr B õ số m ì n t A ụ õ số m ì n ỏ f ởt tỡ õ số m ì t t ữợ ữợ tỡ x(t) ữủ tr T õ tử tr T tự x(.) C 1(T ) t x(t) t t ữủ tự ú ợ tử x(t) t T tọ x(t0 ) = x0 tọ ữỡ tr tr ởt õ õ x(t) t0 t t ữỡ tr t0 tỗ t tọ t t õ t tr t ữủ t ố ợ ữỡ tr t t tữớ B(t) f(t) ỳ tử tr T õ õ t tr t t t tr T ỡ ỳ n ữỡ tr tữớ t t t t ủ õ t t ởt ổ n ợ ỡ s ởt n tỡ t t ữủ q tỡ ỡ s tr ỡ õ tr X(t) nìn t t X(t) = B(t)X(t), t T; X() = E , n tr õ T En tr ỡ ỡ ữỡ tr n ữủ tr x = B(t)x + f(t). t ỵ s ổ tự ữỡ tr tữớ t t ỵ ữỡ tr x(t) = B(t)x(t) + f(t), t T ợ B(.), f(.) C(T ) ữủ õ tr õ I T tờ qt õ õ t X(t)X (s)f(s)ds, t I, x(t, c) = X(t)c + tr õ X(t) tr ỡ c Rn t ý ỡ ỳ x(t, c) C 1(I) ợ c B(.), f(.) i tự B(.), f(.) C i (T ) t tờ qt x(t, c) i+1 tự x(t, c) C i+1(I) ỡ ỳ B(.), f(.) C A (T ) t x(t, c) C A (I) tr õ I T q ự ữủ i B(.), f(.) C i (T ) t õ B(.), f(.) C (T ) X(t) = B(t)X(t) C (T ) X(.) C i+1 (T ) ợ õ B(.), f(.) tử ứ s r X(.) C (T ) tự tự X(.) C (T ) ứ ổ tự t s r i t x(t, c) C i+1 (I) I T ữỡ tỹ ữ tr ữỡ tr tữớ ọ t t r ự ữỡ tr ọ tỗ t t ữủ ự t ữủ ữỡ tr t tr ọ s ữỡ tr õ số t ổ số ữỡ tr tọ trú t tr õ õ ọ số ổ t t ỳ ổ ỹ ổ tự ữỡ tr t t t õ t ự t t t tử t tr t số t ữỡ tr t t ởt tỹ t r t ữủ t õ t t ọ t t t t ởt ổ ỳ ữ tr trữớ ủ ữỡ tr tữớ t t t ữ s tr õ ổ ỳ tr õ I = [, ] T Xd (t) C (T ) T ợ d x(t, c) = Xd (t)c tỗ t tr ởt ổ s ợ c Rn ữỡ tr tr t tỡ T ổ õ ữỡ tr ợ tr x(t, c) ợ ữỡ tr tữớ ổ ữỡ tr số õ t ổ t ữỡ tr x (t) x (t) + = 0, 0 x (t) x2 (t) t [0, 1] . õ t t ữợ tữớ x (t) + 2x (t) + x1 (t) + 2x2 (t) = 0; x (t) + 2x (t) = 0. r x1 (t) , i = 0, 1, . x(t) = x2 (t) ợ x1 (t) = 2x2 (t) x2 C (T ) ởt t ữỡ tr x2(i) (t) = ti , i = 0, 1, 2, . (i) 2ti x1 (t) (i) , i = 0, 1, 2, . = x (t) = (i) ti x2 (t) s ự r x(i) (t) t t t i=0 t t t sỷ tỗ t {ci } i=0 s i=0 i c t i=0 i . ci xi (t) = c i ti i=0 ti i=0 tỡ ỡ s tr ổ tự tứ tự ci ti 0, t [0, 1] . i=0 s r ci = 0, i = 0, 1, 2, . ự tọ x(i) (t) i=0 t t ữ ổ ổ t ợ ữỡ tr tữớ ổ ú ổ ữỡ tr số ụ ởt ổ ỳ tr q ởt ổ q trồ ự trú t ữỡ tr số t t õ tr (A, B) ữủ tr q tỗ t số R s det(B A) = ụ t r tỗ t ởt số C det(B A) = t ụ tỗ t ổ số số ữ trứ ỳ số tự trữ det(B A) = ứ t ụ s r r tr (A, B) (B, A) ỗ tớ q ổ q õ t s r tứ tự det(B A) = ()n det A B , tr õ n tr ổ A ợ t õ 2 2(1 ) = B A = 0 det(B A) 0, R ữ tr (A, B) ổ q ũ rank(A, B) = rank 2 0 = = n. ữỡ tr số ợ số ợ ữỡ tr số số t õ ổ ữỡ tr số t t t t Ax(t) + Bx(t) = ỳ tr (A, B) q ỡ ỳ số ổ tự trữ det(B A) ỵ ợ ữỡ tr số t t tữớ ữỡ tr số t t tở t t t x (t) x (t) f (t) + = , t [0, 1] . 0 x (t) x2 (t) f2 (t) õ x (t) + x1 (t) = f1 (t) x1 (t) = f1 (t) f2 (t) x (t) = f (t). x (t) = f (t) f (.) C(T ) tự f tử ữ ổ t ổ ổ tỗ t x1 (t) tử ữ t tt ữỡ tr õ t t t tổ t f (.) C (T ) õ t ổ q tr õ t õ t x(t0 ) = x0 = x10 x20 t õ t õ t s r ỳ ữỡ tr ợ tữớ ữủ tữỡ t x1 (t0 ) = f1 (t0 ) f2 (t0 ) = x10 ; x (t ) = f (t ) = x . 20 t ố ợ ữỡ tr tữớ t t ổ t t f (.) ổ ỗ t ổ ổ ỳ ổ tở f (.) t tr r r ợ ữỡ tr số t t tỗ t ỳ ổ ổ tở tr (A, B) ỏ q t ợ ổ t t ỳ t tr ụ t ự t ữỡ tr số ự t ỡ rt s ợ trữớ ủ ữỡ tr tữớ õ ỳ r t t ữỡ tr ữỡ tr số t t ợ số t ữỡ tr số t t ợ số Ax(t) + Bx(t) = f (t), t T := [0, +) , tr õ det A(t) t T f (t) số t + = () > x (t) tỡ n ữủ ợ ộ t >0 tỗ t s ợ ộ tữỡ t x(0) = x0 t tỗ t tr t [0, +) ợ x(t) tọ x(0) x (0) < t tự x(t) x (t) < ữủ ú ợ t T ợ ữỡ tr tữớ tr ữỡ tr số t ỏ ọ tữỡ t ữỡ tr õ t t t t + t x (t) x (t) ữủ t t tọ õ t t x(t) x (t) t +. ữỡ tỹ ữ tr ữỡ tr tữớ ự t ổ t t trữợ t t ự t t t Ax(t) = Bx(t), t T. t r ữỡ tr ổ õ t tữớ ỵ x(t) sỷ ũ tr A + B q t tữớ tt tự trữ det(A + B) õ tỹ ổ r õ tỹ ỡ t tữớ t tt tự trữ õ tỹ Pữỡ tỡ trữ tr ự ữỡ tr số t t r ỳ ữớ sỷ tỡ trữ ự t ữỡ tr rở ự số ụ ữỡ tr số t t ởt ọ tỹ ữủ t r õ t sỷ tỡ trữ ỳ ữớ ự t ữỡ tr số t t ổ ọ ữủ tr tr tr ởt số t q sỷ số ụ trữ ự t ữỡ tr số t t t t ữỡ tr số t t A(t)x (t) + B(t)x(t) = 0, t (a, b), x Rn , tr õ A(t), B(t) C (R+ , L(Rn )) sỷ ổ Q C (R+ , L(Rn )) t P := I Q rA(t) = r < n N (t) := rA(t) trỡ tỗ t N (t) tr õ r I tr A : Rn Rm t t t rA = {x Rn : Ax = 0} Q : Rn Rn Q2 = Q tự ữủ tứ Rn Rn Q(x) = Q(Qx), x Rn ỵ CN1 := {x C(R+ , Rn ) : P x C (R+ , Rn )}, S(t) := {z Rn : B(t)z A(t)}, = {y Rn , x Rn : y = A(t)x} tr õ A(t) ợ ữỡ tr tữớ ổ ữỡ tr số õ t ổ t q t tợ t õ ổ ỳ t tr ợ x(0) x0 N (0) õ t tr số tỗ t Q (A(t), B(t)) ữủ q s tr G(t) = A(t) + B(t)Q(t) õ rank n ợ t (a, b) õ tỗ t tr ữủ G1 (t) ợ t (a, b) Pữỡ tr số ữủ q số tr Rn tr ỵ t ữ s (A(t), B(t)) q số q số t õ u = P P G1 B u + P G1 f ; v = QG1 Bu + QG1 f. sỷ ữỡ tr số õ số õ t tữớ t ụ t tữớ ữỡ tr tữớ tữỡ ự ữợ P C 1(R+, L(Rm)) ỵ u = (P (t)Ps (t) P (t)G1 (t)B(t))u, t ụ ố ợ P (t) t [0, +), t tr ỵ tt số ỵ tt tỡ trữ ự ú tr ự t ữỡ tr tữớ ữỡ tr số t t t ộ ố ụ trữ tỡ ự s rữớ ổ ỵ tt t ụ t t ỵ tt tỡ trữ ự ự sỹ ữỡ tr ỳ ữớ s ỵ rữớ ủ số tỡ ự ữỡ tr s tỡ trữ tr ữỡ tr số t ởt số t õ t tr Pữủ ỵ tt số ụ ữỡ tr số t t q số s rữớ ữ trt t r sts rt qts rsts tt r r r tt t P s ỳ ữỡ ồ tt số t srs [...]... (t)|, cƯn phÊi xt cĂc giĂ tr cừa hm (t) Trản cỡ s ny A M Lyapunov  ữa vo khĂi niằm hm số 5 ch số c trững cừa mởt nh nghắa 1.3 (Xem [7], tr 25) Số (hoc cĂc kỵ hiằu , ) xĂc nh bi cổng thực 1 ln |f (t)| t t [f ] = lim (1.1) ch số c trững Lyapunov (ngưn gồn, ch số c trững hoc ch số Lyapunov ) cừa hm số f (t) ữủc gồi l Ch số c trững cừa mởt hm số cõ th hỳu hÔn hoc vổ hÔn Sau ny, ta ch xt cĂc trữớng... quy ữợc c) Náu cõ mởt số no õ v vợi >0 f (t) < + tk + v tỗn tÔi mởt dÂy vợi lim f (t) = + t+ T () tũy ỵ, tỗn tÔi sao cho: t T (E) sao cho lim f (tk ) = k+ lim f (t) = thẳ t+ 1.1.1 Ch số c trững cừa hm số Xt hm số mụ et , trong õ Náu >0 thẳ et + Náu =0 thẳ et = 1 Náu 0 no õ m vợi mồi e(+)t t , khi no õ nõ s tông nhanh hỡn hm = thẳ hm |f (t)| v theo mởt dÂy e()t Sau Ơy, chúng ta nhưc lÔi mởt số tẵnh chĐt cỡ bÊn cừa ch số c trững cừa hm số (xem [7], tr 26 - 28) f1 (.), f2... ch số c trững bơng nhau bơng số bởi cừa cĂc số mụ ny n Hin nhiản phờ Ưy ừ chựa phƯn tỷ 1.2 Vectỡ c trững v cĂc tẵnh chĐt 1.2.1 Vectỡ c trững cừa hm số Ta xt hm số x(t) : [t0 , ) R GiÊ sỷ tỗn tÔi mởt số hỳu hÔn 0 sao cho ln |x(t)| = 0 t t lim Khi õ, theo nh nghắa cừa lim, ln |x(t)| < 0 + , t Suy ra |x(t)| < e(0 +)t vợi mồi > 0, vợi mồi tỗn tÔi số T () sao cho t > T () t0 GiÊ sỷ tỗn tÔi... [f ] = lim Náu hm f (.) cõ ch số c trững úng thẳ 1 = 0, f [f ] + v [f g] = [f ] + [g], 8 f (t) ữủc vợi f (.) v g(.) l cĂc hm số thỹc xĂc nh trản khoÊng [t0 , ) (xem [7], tr 29) Tứ Ơy ta cõ [et f (t)] = + [f ] 1.1.2 Ch số c trững cừa ma trên cĂc hm số Xt ma trên hm F (t) = [fij (t)], trong õ cĂc phƯn tỷ vợi mồi fij (t) i = 1, , n, j = 1, , m, m n, l cĂc hm số thỹc xĂc nh trản khoÊng [t0... {x1(t), x2(t), , xn(t)} cừa hằ (1.6), bĐt ng thực sau l úng n spA( )d (m) (m) Bờ ã 1.2 (BĐt ng thực Lyapunov m rởng) t i (xi (t)) e t0 ã (1.11) i=1 Chựng minh (Xem [3], tr 21) BĐt ng thực (1.11) ữủc gồi l bĐt ng thực Lyapunov m rởng 22 Chữỡng 2 ng dửng cừa ch số Lyapunov 2.1 Phữỡng phĂp thự nhĐt Lyapunov nghiản cựu ờn nh nghiằm hằ phữỡng trẳnh vi phƠn thữớng tuyán tẵnh 2.1.1 KhĂi niằm ờn nh chuyn

Ngày đăng: 11/09/2015, 15:14

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Mở đầu

  • Khái niệm chỉ số Lyapunov và vectơ đặc trưng

    • Chỉ số Lyapunov và các tính chất

      • Chỉ số đặc trưng của hàm số

      • Chỉ số đặc trưng của ma trận các hàm số

      • Phổ của một hệ phương trình vi phân tuyến tính

      • Vectơ đặc trưng và các tính chất

        • Vectơ đặc trưng của hàm số

        • Vectơ đặc trưng của ma trận các hàm số

        • Vectơ đặc trưng của hệ phương trình vi phân tuyến tính

        • Ứng dụng của chỉ số Lyapunov

          • Phương pháp thứ nhất Lyapunov nghiên cứu ổn định nghiệm hệ phương trình vi phân thường tuyến tính

            • Khái niệm ổn định chuyển động

            • Ổn định của hệ phương trình vi phân tuyến tính không thuần nhất

            • Ổn định của hệ phương trình vi phân tuyến tính thuần nhất

            • Ổn định của hệ tuyến tính với hệ số hằng

            • Phương pháp chỉ số Lyapunov trong nghiên cứu ổn định nghiệm hệ phương trình vi phân đại số tuyến tính

              • Một số đặc thù của hệ phương trình vi phân đại số

              • Ổn định của hệ phương trình vi phân đại số tuyến tính với hệ số hằng

              • Phương pháp vectơ đặc trưng trong nghiên cứu ổn định nghiệm hệ phương trình vi phân đại số tuyến tính

              • Kết luận

              • Tài liệu tham khảo

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan