核心:基于Lyapunov方法
考虑常微分方程
\begin{align}
\dot{x}=f(t,x)\label{eq1}
\end{align}
方程\eqref{eq1}中$f$是连续函数。
- 对于Lyapunov函数$V(t,x)$和连续正定函数$\omega_i(x), i=1,2$,使得满足如下性质:
- $\omega_1(x)\le V(t,x)\le \omega_2(x)$;
- $\dot{V}(t,x)\le 0$,
则方程\eqref{eq1}的零解是一致稳定的。
- 对于Lyapunov函数$V(t,x)$和连续正定函数$\omega_i(x), i=1,2,3$,使得满足如下性质:
- $\omega_1(x)\le V(t,x)\le \omega_2(x)$;
- $\dot{V}(t,x)\le -\omega_3(x)$,
则方程\eqref{eq1}的零解是一致渐进稳定的。
考虑时滞微分方程
\begin{align}
\dot{x}(t)=f(t,x,t_t)\label{eq2}
\end{align}
方程\eqref{eq1}中$f$是连续函数。核心思想是构造新的泛函$W(t,x)=\sup_{s\in[-h,0]}V(t+s,x(t+s))$, $h\ge0$. 证明泛函$W(t,x)$是满足上面的1或者2.即可得到$W(t,x(t))$是稳定(渐进稳定)的.
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对于1中,如果还成立
\begin{align*}
\text{If } V(t+s,x(t+s))\le V(t,x(t))\ s\in[-h,0] \Rightarrow\frac{d}{dt}V(t,x(t))\le 0,
\end{align*}
则方程\eqref{eq2}的零解是一致稳定的。
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对于2中,如果还成立
\begin{align*}
\text{iI } V(t+s,x(t+s))\le V(t,x(t))\ s\in[-h,0] \Rightarrow\frac{d}{dt}V(t,x(t))\le -\omega_3(x),
\end{align*}
则方程\eqref{eq2}的零解是一致渐进稳定的。
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