中立型时滞系统的指数稳定性分析

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动态系统理论中的一个重要研究问题是系统的稳定性分析.对于中立型时滞系统的研究是近几十年来控制领域的热点之一,此类时滞系统不仅与过去的运动状态有关,还与过去运动状态的变化率有关.与滞后型时滞系统相比,中立型时滞系统能够更加准确地描绘事物的动态规律,从而对该系统的研究能够为解决实际问题提供良好的理论支撑.  本文主要证明了中立型时滞系统指数稳定的必要条件和充要条件.主要内容如下:  首先概述了中立型时滞系统的产生和发展、研究现状以及应用价值.定义了系统的基本矩阵以及完备型的Lyapunov-Krasovskii泛函,并且计算得到泛函沿着系统的解对时间的导数的表达式,从而引出Lyapunov矩阵的概念.当系统指数稳定时,给出了完备型泛函的二次下界,Lyapunov矩阵的基本性质以及Lyapunov矩阵和基本矩阵的关系.通过定义新的双线性泛函得到了系统指数稳定的必要条件.通过理论上的比较,证明了所给的时滞相关的必要条件比文献中的相关结果具有更小的保守性.数值例子表明得到的必要条件可以用来估计确切的稳定性区域.最后引入了Lyapnov条件的概念,它能保证Lyapunov矩阵的存在唯一性,在此基础上给出了中立型时滞系统指数稳定的充要条件.
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