含有定常时滞的中立型时滞系统的稳定性

发表时间:2021/5/11   来源:《中国教师》2021年2月4期   作者:李迪
[导读] 本文研究了中立型定常时滞系统的稳定性[1]问题。

        李迪
        云南工商学院  云南 昆明 651701
        本文研究了中立型定常时滞系统的稳定性[1]问题。首先构造新的李雅普诺夫泛函,其次利用时滞区间分解方法、Jensen不等式等对李雅普诺夫泛函的导数进行放缩处理,得到相关的稳定性判据。最后用数值例子进行仿真,再与文献中结果进行比较,来验证文章结论的正确性及有效性。
        
引言
        目前关于时滞系统稳定性的研究成果,从结论的角度可分为两类:时滞依赖稳定性和时滞独立稳定性。时滞独立稳定性的结论,基本上都与时滞的大小无关,即对系统的稳定性及其它性能进行研究时,不考虑时滞的大小和对时滞不作任何限制,所得的结论对任意的时滞均是成立的。文献[2]将文献[3]的方法进行推广,得到了保守性较低的相关稳定性判据。文献[4]考虑了具有常时滞的中立型离散时滞系统的稳定性,采用自由权矩方法及牛顿-莱布尼兹公式,得到了离散时滞和中立型时滞同时相关的稳定性判据,该方法在在一定程度上降低了系统的保守性。文献[4]讨论了含有定常时滞的中立型系统的稳定性问题,分别讨论了离散时滞与中立型时滞相等与不相等的情况,说明时滞区间分解方法适用于该中立型时滞系统。
        文献[4]讨论了中立型定常时滞系统的稳定性问题,在李雅普诺夫泛函的设计过程中,对时滞区间进行了二等分解,得到了保守性较小的稳定性判据。本章对于一般时滞系统的函数形式,基于此文献的方法,设计了新的李雅普诺夫泛函,将其在原来基础上进行时滞区间三段分解,并分别在离散时滞与中立型时滞相等及不相等的情况,得到了中立型定常时滞系统的稳定性判据。最后对每一个结论进行仿真验证,来说明该方法的正确性及优越性。
1 离散时滞与中立型时滞相等的时滞系统的稳定性
    本章主要考虑如下系统:
                                 (3.1)                                                     
    其中,为系统状态向量,为连续向量值函数,常数和分别为离散型时滞和中立型时滞,,为系数矩阵。
        特别地,当时,时滞系统(3.1)即为:
                                   (3.2)
  2  主要结论
    对于离散时滞和中立型时滞相等的时滞系统,有如下结论:
    定理3.2.1: 对给定正常数,若存在正定的矩阵
,使得:(其中:)
              
成立,则称中立型时滞系统(3.2)为渐近稳定的。
        证明:选取新的李雅普诺夫泛函,形如:
                                        其中: ,
       ,
       ,
       .
计算函数的导数有:
       ,
   
       ,        
                                               
              
              .     
由引理2.2.2可得:
                      
故:
其中:
                               
利用引理2.2.1,可知可推出,即系统(3.2)渐近稳定。
参考文献

[1]李迪,熊良林,邓海云,李晶晶.一类中立型时滞系统的稳定性[J].贵州师范大学学报:自然科学版,2014,32(2):47-51.
[2]陈德银.中立型系统时滞相关稳定性分析[D].广东工业大学硕士学位论文,2008.
[3]LiuXin Ge,WuMin,RalphMartin,etal.Stability analysis for Neutral systems with mixed delays. Journal of  computational  and applied mathematics 2007,202(2):478-497.
[4]Y.He, M.Wu, J.H.She, G.P.Liu. Delay Dependent Robust Stability Criteria for Uncertainty Neutral Systems with Mixed Delays. Systems and control letters,2004,51:57-65.
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