非线性脉冲混合微分系统的稳定性分析

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本文主要考虑以下两类非线性脉冲混合微分系统:具有有界滞里的脉冲切换系统:  fˊ(c)=fk_1(c,ft),c∈[ck_1,ck),  f(ck)=Ik(c_ k,f(c_ k)),c=ck,(1.2.1)  f(c)=”(c),c∈[c0- h,c0],  其中ft(θ)=f(c+θ),θ∈[-h,0],fk_1(c,ft):R+×PC([-h,0])→Rn。以及脉冲混合微分系统:  fˊ(c)=f(c,f,λk(fk)),c∈[ck,ck+1],  f(c+k)=f+k,f(c+k)=fk+Ik(f(ck)),k∈Z+,(2.2.1)  fk=f(ck),I0(f0)=0,f(c+0)=f0,  其中f∈C[R+×Rn×Rm,Rn],Ik∈C[Rn,Rn],λk∈[Rn,Rm],k=0,1,2,…,得出了系统(1.2.1)严格稳定性、指数稳定性以及系统(2.2.1)集合稳定性的相关结论。  众所周知,脉冲现象普遍存在于现代科技各领域的实际问题中,其数学模型往往可以归结为脉冲微分系统。但许多实际问题的数学模型仅用脉冲微分系统来描述是远远不够的,比如厂房配电,在不同时间段电流微分方程不同,甚至依赖于前一时间段最后时刻电流的值,鉴于此我们引入了脉冲混合微分系统[18]。  脉冲混合微分系统是一类很重要的脉冲微分系统,它的特点是不同时间段内微分系统可以不同,并且后一段微分系统依赖于前一时间段,当不同时间段内微分系统相同时就转化为脉冲微分系统。  切换系统是一种重要的混合系统,由一组有限(无限)个于系统组成,并且按照某种切换规则在各个于系统之间切换的动力系统,切换系统广泛存在于交通运输、航空调度、工程技术等领域,这些系统典型的例于包括计算机硬盘驱动器系统、受限制的机器人控制系统、汽车转向系统、飞机的转向控制系统、电视机的频道切换等。在实践中,由于各种原因,在很多生产和事物发展过程中会不可避免的发生时滞现象,例如,元件老化或信息干扰等。在很多时候时滞、脉冲、切换不可避免的同时进行,如何控制好这些因素,使得生产或事物的发展按照既定的目标进行,是一个值得探讨的问题。对于这类系统的研究引起了国内外众多学者的兴趣,并逐渐成为热点研究领域,许多科学工作者对其进行了深入的研究[9-17]。然而对具有有界滞里的脉冲切换系统的严格稳定性,指数稳定性,非线性脉冲混合微分系统的集合稳定性的研究还是不够的,研究成果目前尚不多见[18-24],因此在这个领域中还有许多问题等待我们去做。  鉴于此,本文将进一步研究非线性脉冲混合微分系统的稳定性。全文共分为两章。在第1章,主要研究了具有有界滞里的脉冲切换系统的稳定性。  首先,根据文[18]证明时滞脉冲切换系统一致稳定性的思想,给出了本章的比较定理,接着用LyapunoV_RaZumikhin泛函方法研究了系统(1.2.1)零解的严格稳定性的性质,得到了若干新结果,推广了己有的泛函微分方程和脉冲泛函微分方程的相关结论。  其次,分别利用LyapunoV函数与RaZumikhin技巧相结合以及LyapunoV泛函方法,研究了系统(1.2.1)零解的指数稳定性和全局指数稳定性,得到了若干判定系统(1.2.1)指数稳定性的结果。最后通过一个例于验证所得结果的有效性。  在第2章,主要研究了非线性脉冲混合微分系统的集合稳定性。  在实际问题中,有时候系统的零解可能是不稳定的,但我们却能找到一个集合关于系统具有某种稳定性,称之为集合的稳定性,本章主要在文[20]的基础上利用LyapunoV函数直接方法和比较原理两种方法研究系统(2.2.1)的集合稳定性,得到了若干保证系统(2.2.1)的集合是一致稳定、一致渐近稳定。与以往不同的是,由于脉冲的影响,在定理中我们减弱了对LyapunoV函数导数条件的限制,允许导数为正,突出了脉冲对系统解的性质所起到的影响。
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