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克拉索夫斯基法

/Krasovski method/
条目作者马保离

马保离

最后更新 2023-05-31
浏览 172
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一种利用非线性系统动态方程右端的向量场函数直接构造李雅普诺夫函数的方法。又称雅可比矩阵法。

英文名称
Krasovski method
又称
雅可比矩阵法
所属学科
控制科学与工程

考虑非线性自治系统:

式中为系统状态向量;连续可微,(维零向量)

为系统的雅可比矩阵,则广义的克拉索夫斯基稳定性判据可叙述如下:

如果存在正定对称矩阵,使得在原点的某一邻域内半负定,则系统的原点渐近稳定;进一步,如果是整个状态空间,并且的径向无界函数,则系统的原点全局渐近稳定。

(单位矩阵,的元素全为零的矩阵)则可得到简化的克拉索夫斯基稳定性判据:

如果的所有特征值均小于某个负实数,则非线性系统的原点渐近稳定;进一步,如果是整个状态空间,并且的径向无界函数,则系统的原点全局渐近稳定。

克拉索夫斯基法给出了一个简单的候选李雅普诺夫函数,以下给出该方法的原理和证明思路。半负定意味着可逆。如果奇异,则存在非零使得,然而,这与半负定矛盾,因此可逆;正定。的可逆性和连续性保证为微分同胚,这意味着在内原点是系统的唯一平衡点,即对于,因此是正定函数,负定。经计算可得:

负定。

综上所述,正定,负定,因此系统原点渐近稳定。

  • 高为炳.运动稳定性基础.北京:高等教育出版社,1987.

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