КРИТЕРИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ОБЩЕЙ КВАДРАТИЧНОЙ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА МНОЖЕСТВА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ВТОРОГО ПОРЯДКА > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

КРИТЕРИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ОБЩЕЙ КВАДРАТИЧНОЙ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА МНОЖЕСТВА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ВТОРОГО ПОРЯДКА

КРИТЕРИЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ОБЩЕЙ КВАДРАТИЧНОЙ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА МНОЖЕСТВА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Пакшин П.В. Поздяев В.В. Статья в формате PDF 144 KB Многие задачи современной теории управления приводят к необходимости установления условий разрешимости системы матричных неравенств Ляпунова

      (1)

где  - заданные квадратные матрицы размера . Приведем некоторые из них: задача нахождения общей функции Ляпунова линейных систем, задача анализа устойчивости системы случайной структуры при неизвестных вероятностях перехода, устойчивость систем, описываемых дифференциальными включениями. Вопрос о разрешимости системы неравенств Ляпунова играет в этих задачах такую же роль, как и вопрос о разрешимости уравнения Ляпунова при исследовании устойчивости обычных линейных систем.

Для численного решения задач подобного рода созданы эффективные программные средства. В то же время аналитические результаты в данной области крайне малочисленны по причине высокой сложности проблемы, и, к тому же, имеют ограниченное применение.

Авторами предложен подход, позволяющий получить аналитические условия существования общей функции Ляпунова для конечного множества линейных систем второго порядка. Рассмотрим множество линейных систем, описываемых стохастическими дифференциальными уравнениями Ито

    (2)

где  - стандартный винеровский процесс с приращениями, не зависящими от начального состояния системы. Требуется найти условия, при которых квадратичная форма  является общей стохастической функцией Ляпунова для всех систем (2). Эти условия сводятся к условиям разрешимости системы неравенств более общего вида, чем (1), относительно матрицы  :

     (3)

Приведенные далее результаты относятся также и к задаче о существовании общей стохастической функции Ляпунова в виде квадратичной формы для множества дискретных систем

где  - стандартный дискретный гауссовский белый шум, не зависящий от начального состояния системы. Соответствующие линейные матричные неравенства имеют вид

     (4)

Пусть ,   - линейные матричные неравенства вида (3) или (4). Пусть   - матрицы  из соотношения

где . Важную роль в приведенных далее результатах играет выпуклая линейная комбинация матриц :

Теорема 1. Система двух или трех матричных неравенств

 имеет решение  тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:

  • каждое из неравенств имеет решение ;
  • не существует вырожденной выпуклой линейной комбинации матриц , .

Теорема 2. Система из более трех матричных неравенств  , , имеет решение  тогда и только тогда, когда имеют общее решение любые три из этих неравенств.

Проверка существования вырожденной выпуклой линейной комбинации для двух или трех неравенств осуществляется с помощью следующих теорем.

Теорема 3. Если при  выполняется первое условие теоремы 1, то вырожденная выпуклая линейная комбинация матриц  и  существует тогда и только тогда, когда полином

 имеет вещественный положительный корень.

Теорема 4. Если при  выполняется первое условие теоремы 1, то вырожденная выпуклая линейная комбинация матриц ,  и  существует тогда и только тогда, когда верно хотя бы одно из следующих утверждений:

  • неравенства и не имеют общего решения;
  • полином имеет нули в первом квадранте

.

Рассмотренные задачи - это задачи анализа. Не меньший интерес представляют проблемы синтеза, в которых нужно найти закон управления, обеспечивающий одновременную стабилизацию семейства систем

    (5)

В этом случае мы приходим к следующей задаче: найти матрицы  и  такие, что

Данная задача не является тривиальным обобщением рассмотренной выше, но есть уверенность в том, что предложенный подход позволит получить конструктивное ее решение.

Задача одновременной стабилизации стохастических систем приводит к матричным неравенствам более сложного вида:

  (6)

Подобные линейные неравенства повышенной размерности возникают и в других задачах теории управления, в частности, при исследовании систем с запаздыванием.

Таким образом, предполагаются следующие этапы дальнейшего исследования в данном направлении:

  • Получение аналитических критериев существования решения задачи одновременной стабилизации систем вида (5).
  • Получение аналитических критериев существования решения задач, приводящих к линейным матричным неравенствам повышенной размерности, в частности, к неравенству (6) в задаче одновременной стабилизации стохастических систем.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 02-01-00220) и федерального агентства по образованию (грант А04-2.8-947)



ПЕРФИЛОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПЕРФИЛОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ Статья в формате PDF 122 KB...

10 04 2026 23:32:41

ХРОНИЧЕСКИЙ БРОНХИТ У ПРОМЫШЛЕННЫХ РАБОЧИХ

ХРОНИЧЕСКИЙ БРОНХИТ У ПРОМЫШЛЕННЫХ РАБОЧИХ Статья в формате PDF 100 KB...

09 04 2026 23:22:28

МИТРОХИН СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

МИТРОХИН СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ Статья в формате PDF 328 KB...

03 04 2026 13:58:27

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ У ЧЕЛОВЕКА

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ У ЧЕЛОВЕКА Статья в формате PDF 295 KB...

29 03 2026 14:52:22

КАЧЕСТВО ЖИЗНИ ПЕДАГОГОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

КАЧЕСТВО ЖИЗНИ ПЕДАГОГОВ ЮГА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ Статья в формате PDF 91 KB...

24 03 2026 4:48:24

ШАТОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ

ШАТОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ Статья в формате PDF 224 KB...

23 03 2026 19:54:10

СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ БОРЦОВ С УЧЁТОМ ИХ КВАЛИФИКАЦИИ И ВОЗРАСТА

СИСТЕМА ПОДГОТОВКИ БОРЦОВ С УЧЁТОМ ИХ КВАЛИФИКАЦИИ И ВОЗРАСТА В статье рассматриваются вопросы разработки единой системы подготовки спортсменов. Обоснованы четыре взаимообусловленных и неразрывно связанных между собой факторов, от которых зависит прогресс высшего спортивного мастерства. Первый фактор системы подготовки предполагает наличие у спортсменов высоких двигательных и психологических качеств в сочетании с хорошим здоровьем. Второй фактор системы подготовки предполагает совершенную методику спортивной тренировки, систему соревнований и восстановления. Третий фактор системы подготовки предполагает наличие хорошо оборудованных на современном уровне мест для тренировочных занятий, соревнований и восстановления (отдыха). Четвёртый фактор системы подготовки предполагает высокий уровень знаний, педагогическое мастерство тренера, и постоянное самоусовершенствование спортсмена. Приведённые факторы определяют основные принципиальные положения системы подготовки спортсмена. Разработаны и разделены по возрастным группам (от 7 до 20 лет и старше) требования предъявляемые к системе подготовки спортсмена и соревнованиям. ...

17 03 2026 10:22:19

ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РОДНИКОВ

ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РОДНИКОВ Получены закономерности взаимного влияния концентрации по 22 видам загрязнения семи родников, отобранных для исследования моделированием взаимосвязей между факторами. Дана полная корреляционная матрица монарных (на основе рангового или рейтингового распределения) и бинарных (между парами взаимно влияющих факторов) связей. Коэффициент функциональной связности равен сумме коэффициентов корреляции, разделенной на произведение числа строк на количество столбцов. Этот статистический показатель для всей сети родников применим при сопоставлении разных территорий. Первое место как влияющий параметр занимает общее микробное число, а как зависимый показатель – цветность. Анализ всех 484 моделей показал, что высокой предсказательной силой обладают слабые и средние факторные связи. Они же зачастую приводят к научно-техническим решениям мировой новизны на уровне изобретений. ...

15 03 2026 3:11:31

ВИДЫ ОПЕРАЦИЙ НА СЕЛЕЗЕНКЕ ПРИ ЕЕ ТРАВМЕ

ВИДЫ ОПЕРАЦИЙ НА СЕЛЕЗЕНКЕ ПРИ ЕЕ ТРАВМЕ Представлен обзор литературы, посвященный хирургическому лечению повреждений селезенки. Особое внимание отводится хирургическому лечению, направленному на сохранение этого органа с помощью лазерной техники. Показано, что пpaктика использования операций, направленных на сохранение селезенки при ее травме прошла несколько этапов. Применение таких хирургических вмешательств во многом зависит от технического оснащения операционного блока. ...

12 03 2026 19:51:11

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::