авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Устойчивость стохастических систем со случайными скачками фазовых траекторий

На правах рукописи

ЗАВЬЯЛОВА ТАТЬЯНА ВИКТОРОВНА

УСТОЙЧИВОСТЬ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СО

СЛУЧАЙНЫМИ СКАЧКАМИ ФАЗОВЫХ

ТРАЕКТОРИЙ

Специальность 01.01.02. – дифференциальные уравнения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата физико-математических наук

Екатеринбург – 2004

Работа выполнена в Уральском государственном университете путей сообщения на кафедре высшей математики.

Научный руководитель доктор физико-математических наук, доцент Тимофеева Г.А.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Пакшин П.В., кандидат физико-математических наук, доцент Ряшко Л.Б.

Ведущая организация: Московский государственный институт электроники и математики (технический университет)

Защита состоится '''' _ 2004 г. в часов на заседании диссерта ционного Совета K 212.286.02 по присуждению учёной степени кандидата физико математических наук в Уральском государственном университете им. А.М. Горького по ад ресу: 620083, г. Екатеринбург, пр. Ленина, 51, комн. 248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного уни верситета.

Автореферат разослан "" 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета доктор физ. - мат. наук, профессор В.Г. Пименов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение многих реальных процессов, происхо дящих в природе, технике, естествознании, связано с рассмотрением диффе ренциальных уравнений, параметры которых случайные функции времени. Ма тематическое моделирование динамики таких систем проводится с помощью стохастических дифференциальных уравнений. Основы теории стохастических дифференциальных уравнений были заложены в работах К. Ито, Р.Л. Страто новича, И.И. Гихмана, А.В. Скорохода, D. Williams, R.S. Bucy, A. Friedman и др.

в пятидесятых годах прошлого века. В современной теории случайных процес сов широкое распространение также получили модели, параметрами которых являются однородные марковские цепи с конечным числом состояний. Такое описание объекта управления оказалось наиболее полным, поскольку однород ная марковская цепь несёт информацию о режиме (или структуре) объекта в данный момент времени, а фазовый вектор описывает его состояние в данном режиме. В отечественной литературе описанные системы называют системами со случайной структурой, а в западной литературе распространён термин «сис темы со скачками» (jump systems).

Одним из основных условий физической реализуемости эволюционного процесса является его устойчивость. Основы теории устойчивости и управле ния систем, описываемых стохастическими дифференциальными уравнениями, заложены Н.Н. Красовским, И.Я. Кацом, Р.З. Хасьминским и Э.А. Лидским в начале 60-х годов 20 века. Круг исследования стохастических систем со струк турными изменениями значительно расширяется в работах В.Н Афанасьева, В.Б. Колмановского, И.Я. Каца, Д.Г. Кореневского, Г.Н. Мильштейна, А.А. Мартынюка, А.И. Маликова, В.Р. Носова, П.В. Пакшина, Н.А. Пакшиной, Л.Б. Ряшко и др.

В работах И.Я. Каца, П.В. Пакшина, Н.А. Пакшиной, А.И. Маликова рас смотрены проблемы устойчивости систем со случайной структурой, в том чис ле и при предположении, что в случайные моменты скачкообразного изменения параметров системы фазовый вектор её состояния также может изменяться скачком. В работах этих авторов получены необходимые и достаточные усло вия вероятностной устойчивости, разработаны алгоритмы и методы исследова ния робастной устойчивости, изучены задачи управления и стабилизации сто хастических систем со скачками в предположении, что условия скачка фазового вектора описываются неслучайными функциями.

Однако представляется естественной ситуация, когда в случайные момен ты времени за счёт перехода системы из одного состояния в другое фазовый вектор изменяется скачком случайным образом. Скажем, если в механических системах изменение структуры связано со случайным скачкообразным измене нием массы или геометрии системы, то корректная постановка задачи требует задания новых начальных условий, поскольку фазовый вектор оказался раз рывным. Подобные проблемы возникают в виброударных, экономических и других сложных системах, связанных с частичным отказом элементов. В дан ной работе рассматриваются вопросы устойчивости систем случайной структу ры при условии, что в момент смены структурного состояния скачком изменя ется фазовый вектор, причём начальные условия для продолжения процесса яв ляются случайными и зависят как от структурного состояния системы, так и от случайной величины с известными характеристиками распределения. Исследо вание устойчивости таких систем, проведённое в диссертационной работе, ба зируется на методах, использованных в монографии И.Я. Каца «Метод функ ций Ляпунова в задачах устойчивости и стабилизации систем случайной струк туры» для стохастических систем с детерминированным условием скачка фазо вого вектора.

Целью работы является исследование асимптотической устойчивости и устойчивости в среднем квадратичном линейных и нелинейных систем со слу чайной структурой и случайным условием скачка фазового вектора.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы исполь зованы теория вероятностей, теория случайных процессов, линейная алгебра, математический и функциональный анализ, методы теории устойчивости по Ляпунову и теории стохастической устойчивости. Для моделирования динами ки процессов использован пакет программ Mat Lab.



Научная новизна работы. В диссертационной работе получены следующие новые научные результаты:

• Для линейной стационарной системы со случайной структурой и случай ным условием скачка фазового вектора построена детерминированная система дифференциальных уравнений для моментов второго порядка. Устойчивость полученной системы обыкновенных дифференциальных уравнений влечет ус тойчивость исходной стохастической системы со случайными скачками фазо вого вектора. Для одномерной системы со случайными скачками фазового век тора получены условия для параметров случайного скачка, при выполнении ко торых неустойчивая стохастическая система без скачков становится устойчивой при их появлении.

• Получены выражения усреднённой производной в силу системы со слу чайной структурой со скачками для двух основных типов марковских процес сов. На основе этих результатов проведено исследование устойчивости нели нейных стохастических систем со случайными скачками фазового вектора.

• Методом первого приближения получены достаточные условия асимпто тической устойчивости и экспоненциальной устойчивости в среднем квадра тичном нелинейной стохастической системы со случайными скачками.

• В качестве системы первого приближения рассмотрена система со случай ной структурой, полученная «замораживанием» коэффициентов. Для этого слу чая получены достаточные условия, налагаемые на вероятностные характери стики марковского процесса, а также на параметры нелинейной системы и па раметры скачка, при которых нелинейная система со скачками экспоненциаль но устойчива в среднем квадратичном.





Теоретическая и практическая ценность работы. Работа носит теорети ческий характер. Полученные результаты вносят вклад в развитие теории ус тойчивости систем со случайной структурой. Практически результаты могут быть использованы при моделировании сложных динамических систем с отка зами механизмов и других нарушениях. Применение результатов работы по зволит стабилизировать работу динамических систем со случайными сбоями, поскольку во многих случаях случайным изменением начальных условий фазо вого вектора можно неустойчивую систему со случайной структурой привести в устойчивое состояние.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на открытых научных семинарах кафедры «Кибернетика» Мос ковского государственного института электроники и математики под руково дством проф. В.Н. Афанасьева;

кафедры «Теоретическая механика» УрГУ под руководством проф. Ю.Ф. Долгого;

кафедры «Высшая математика» УрГУПС под руководством проф. И.Я. Каца и доц. Г.А. Тимофеевой.

Основные результаты диссертации докладывались на 7-ом и 8-ом междуна родных семинарах «Устойчивость и колебания нелинейных систем управле ния» (г. Москва, июнь 2002 г., 2004 г.);

на международной конференции «Диф ференциальные и интегральные уравнения. Математические модели» (г. Челя бинск, февраль 2002 г.);

на 2-ом международном конгрессе "Нелинейный дина мический анализ" (г. Москва, 2002 г.);

на международной научно-технической конференции "Кибернетика и технологии 21 века" (г. Воронеж, 2002 г.);

на Всероссийской научно-практической конференции «Фундаментальные и при кладные исследования – транспорту-2000» (УрГУПС, Екатеринбург, 2000 г.);

на научно-технической конференции «Молодые учёные – транспорту» (Ур ГУПС, Екатеринбург, 2001 г.);

на Всероссийской научно-практической конфе ренции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта»

(УрГУПС, Екатеринбург, 2003 г.);

на Всероссийской конференции «Алгорит мический анализ неустойчивых задач» (УрГУ, г. Екатеринбург, февраль г.);

на 35-ой региональной молодёжной школы-конференции «Проблемы теоре тической и прикладной математики» (г. Екатеринбург, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в [1-13].

Структура и объём диссертации. Основной текст диссертации состоит из введения, двух глав, приложения и списка литературы, содержащего 84 назва ния. Диссертационная работа занимает 112 машинописных страниц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Введение содержит обзор современного состояния исследуемой пробле мы, приведён обзор работ российских и зарубежных авторов, изучавших близ кие задачи, кратко изложено содержание работы.

В первой главе рассматривается задача устойчивости в среднем квадра тичном линейной стационарной стохастической системы, испытывающей па раметрическое воздействие простой марковской цепи с конечным числом со стояний. Характеристика движения осложнена тем, что в моменты случайного скачкообразного изменения структуры системы, так же скачком изменяются координаты фазового вектора. Первая глава объединяет 6 параграфов.

В § 1 рассматривается постановка задачи, а также вводятся все необходи мые определения стохастической устойчивости системы, описанной следую щим уравнением l dx = A ( y (t )) xdt + ( y (t )) xdw (t ), (1) = где x R ( n) n вектор фазовых координат системы, время t может изме няться в области I = {t : t t 0 }. Вектор-функция y (t ), описывает воздействие случайных параметрических возмущений, действующих на систему. Предпола гается, что при каждом t I функция y (t ) принимает значения из множества Y = { y1, K, y k } R ( r ) и является простой марковской цепью, переходные веро ятности которой допускают разложение P{ y (t ) = y j y ( s ) = yi y j } = qij (t s ) + o(t s ) (2) P{ y ( ) yi, s t y ( s ) = yi } = 1 qi (t s ) + o(t s ), (3) где qij известные величины, характеризующие интенсивность переходов мар ковской цепи. Будем говорить, что при y (t ) = yi система (1) находится в i -ом структурном состоянии. o(t s ) бесконечно малая величина при t s, более высокого порядка малости, чем (t s ). Функция w(t ) = {w1 (t ),K, wm (t )} явля ется m векторным винеровским процессом. A( y (t )), ( y (t )) матрицы раз мерности n n, определенные при каждом y (t ) Y.

Предполагается, что в случайный момент времени t = при переходе системы (1) из состояния y ( 0) = yi в состояние y ( ) = y j yi с переход ными вероятностями (2), (3) происходит скачок фазового вектора согласно со отношению N x( ) = K ij x( 0) + s Qs x( 0), (4) s = где x( ) n вектор фазовых координат системы (1), непрерывный справа, то есть x( ) = x( + 0);

K ij известные матрицы размерности n n, i, j = 1,K, k, i j, зависящие от структурного состояния системы;

Qs известные матрицы размерности n n ;

s – независимые случайные величины, для которых вы полняется M s = 0, M s2 = 1 ( M – знак математического ожидания). Предпо лагается, что случайные величины s не зависят от реализации винеровского процесса w(t ) и состояний марковской цепи y (t ). Для различных моментов времени соответствующие случайные вектора s также независимы.

В §2 строятся моментные уравнения для стохастической системы (1), (4).

Показывается, что дифференциальные уравнения для моментов первого поряд ка системы имеют вид k mi = ( Ai qi E ) mi + q ji K ji m j, (5) j i s = 1, K N.

и не зависят от постоянных матриц Qs, mi (t ) = M [ x(t ) i ( y (t )) x0, y0 ], qi = qij, Ai = A( yi ), Здесь обозначено i j 1, при i = j i ( y j ) = i, j = 1, K, k, i j и.

0, при i j В этом же параграфе рассмотрена проблема экспоненциальной устойчи вости в среднем квадратическом системы (1), (4). Для систем такого типа стро ятся матричные дифференциальные уравнения для вторых условных моментов решения, анализ которых позволяет исследовать среднеквадратическую устой чивость исходной стохастической системы. Доказывается следующее утвер ждение. Здесь и далее нумерация теорем и утверждений такая же, как в основ ном тексте диссертации.

ТЕОРЕМА 2.1. Для экспоненциальной устойчивости в среднем квадра тичном системы со случайной структурой (1), испытывающей воздействие мар ковской цепи с известными параметрами распределения (2), (3), и со случай ным условием скачка (4) необходимо и достаточно, чтобы была экспоненци ально устойчива детерминированная система матричных дифференциальных уравнений для моментов второго порядка k M i = Ai M i + M i Ai qi M i + q ji K ji M j K ji + j i k N l + ( Qs M j Qs ) q ji + i M i i, (6) = j i s = которые следует решать при начальных условиях M i (0) = x0 ( x0 ) i ( y0 ), i = 1, K, k.

Здесь введено обозначение M i (t ) = M [ x(t ) x(t ) i ( y (t )) x0, y0 ].

В доказательстве теоремы показано, что исследование среднеквадратиче ской устойчивости стохастической системы со скачками сводится к анализу ус тойчивости детерминированной системы для моментов второго порядка.

В § 3 анализируются условия устойчивости в среднем квадратичном с помощью построенной системы для условных моментов второго порядка. Осо бое внимание уделяется особенностям случайных разрывов фазовой траекто рии, а именно, ищется ответ на вопрос: каким условиям должны удовлетворять параметры скачка фазового вектора, чтобы система со случайной структурой была экспоненциально устойчивой в среднем квадратичном. В качестве приме ра рассмотрено линейное дифференциальное уравнение со случайной структу ры, независящего от компонентов винеровского процесса, и случайное условие скачка фазового вектора. Проведённые исследования приводят к выводу о том, что детерминированная часть скачка должна стремиться к единице, а случайная составляющая должна быть мала в окрестности невозмущённого движения.

Найдены условия, налагаемые на параметры скачка фазового вектора, при ко торых неустойчивую систему случайной структуры без скачков можно привес ти в устойчивое положение.

В § 4 представлен вывод усреднённой производной (или производящего дифференциального оператора) в силу линейной системы со случайной струк dM [V ] турой (1) (обозначаемое далее и случайным условием скачка фа ) dt (1) зового вектора (4) для двух основных типов марковского процесса. В случае ес ли случайный процесс y (t ) является простой марковской цепью справедливо следующее утверждение.

ЛЕММА 4.1. Для усредненной производной квадратичной функции V (t, x, y ) в силу системы (1), зависящей от параметров простой марковской це пи (2), (3), и с условием скачка фазового вектора (4) в точке ( s, x, yi ) F спра ведлива формула 1 2V V ( s, x, yi ) V dM [V ] + A( s, yi ) x + tr 2 ( s, x, yi ) ( s, x, yi ) + = dt s x 2 x (1) k N + [V ( s, K ij x, y j ) + V ( s, Qs x, y j ) V ( s, x, yi )] qij. (7) j i s = Здесь V (t, x, y ) – квадратичная форма по переменной x, определённая в облас ти F :

x R ( n ), y Y, t 0, (8) s = 1, K, r, r – вектора y (t ) образуют между со Если компоненты y s, бой чисто разрывные марковские процессы, допускающие разложение P{ y s (t + t ) (, + ) y s (t ) = } = qs (t,, )t + (t ) P{ y s ( ), t t + t y s (t ) = } = 1 qs (t, )t + (t ), (9) где qs (t,, ), q s (t, ) – известные функции, причем, qs (t,,+) = q s (t, ), то справедливо следующее утверждение.

ЛЕММА 4.2. Для усредненной производной квадратичной функции V (t, x, y ) в силу системы (1), подверженной параметрическому воздействию чисто разрывного марковского процесса y (t ) [1, 2 ] с переходными вероят ностями (9), и с условием скачка фазового вектора (4) в точке ( s, x, ) F справедлива формула V ( s, x, ) V 1 2V dM [V ] A( s, ) x + tr 2 + = + dt s x 2 x (1) 2 N + [V ( s, K (, ) x, ) + V ( s, Qs x, ) V ( s, x, )]d q ( s, y, ). (10) s = В § 5 проведено исследование устойчивости в среднем квадратичном ли нейной стохастической системы (1), (4) с помощью метода функций Ляпунова.

Получен аналог матричного уравнения Ляпунова для обыкновенных диффе ренциальных уравнений. Для системы (1) – (4) справедлива следующая система матричных дифференциальных уравнений:

N l Gi Ai + AiGi + i Gi i + ( K ij G j K ij + Qs G j Qs Gi ) qij = Ci, =1 i j s = i, j = 1,..., k, i j. (11) где Ci = C ( yi ), Gi = G ( yi ) – симметричные, положительно определённые мат nn рицы размерности соответствующих квадратичных форм W ( x, yi ) = xC ( yi ) x, V ( x, yi ) = x G ( yi ) x по переменной x. В равенстве (11) Ai = A( yi ), i = ( yi ), i, j = 1,..., k, i j.

обозначено Это уравнение позволяет получить ряд алгебраических критериев экспо ненциальной устойчивости в среднем квадратичном, в зависимости от выбора функции W ( x, y (t )).

В § 6 смоделирована динамическая система, описывающая движение ма териальной точки по циклоиде с параметром, зависящим от простой марков ской цепи с двумя состояниями. В момент перехода из первого состояния во второе фазовый вектор изменяется скачком случайным образом. Для этой сис темы получены условия устойчивости в среднем квадратичном с помощью ме тода моментов. Второй пример в этом параграфе иллюстрирует применение ме тода функций Ляпунова к системе со случайной структурой со скачками.

Вторая глава диссертации (§7-§11) посвящена исследованию нелиней ных стохастических систем со случайными скачками фазовых координат сис темы. Здесь рассматриваются некоторые приложения основных теорем о веро ятностной устойчивости, прежде всего для изучения влияния изменений пара метров системы и параметров случайного скачка на устойчивость системы. По аналогии с детерминированными системами такая задача носит название задачи об устойчивости по первому приближению. Многообразие возникающих здесь постановок задач связано со способом выбора системы первого приближения и характером близости между исходной и упрощённой системами.

В частности, в §8 изучается поведение системы dx = [ A(t, y (t )) x + R(t, x, y (t ))] dt + [ (t, y (t )) x + S (t, x, y (t ))] dw (t ) (12) l = с нелинейным условием скачка x( ) = K ij x( 0) + ij ( x( 0)), (13) где A(t, y (t )), (t, y (t )) – известные n n – матрицы с заданными свойствами, а вектор-функции R (t, x, y (t )), S (t, x, y (t )) удовлетворяют условиям Липшица и, кроме того, условиям R (t, x, y (t )) x, S (t, x, y (t )) x, ij ( x) x, (14) где – некоторая положительна постоянная.

В качестве системы первого приближения рассматривается линейная сто хастическая система l dx(t ) = A(t, y (t )) xdt + (t, y (t )) xdw (t ) (15) = и линейное условие скачка фазового вектора x(t ) x( ) = K ij x( 0) (16) Для системы (12), (13) справедливо следующее утверждение.

ТЕОРЕМА 8.1. Если невозмущенное движение x = 0 системы (15) с ус ловием скачка фазового вектора (16) экспоненциально устойчиво в среднем квадратичном, а постоянная 0 в условии (14) достаточно мала, то невоз мущенное движение полной системы (12) с условием скачка (13) асимптотиче ски устойчиво по вероятности в целом, и экспоненциально устойчиво в среднем квадратичном.

Также приводится модификация этого утверждения на случай, если нели нейные добавки R (t, x, y ), S (t, x, y ), ij ( x) малы в среднем по времени, то есть R (t, x, y ) (t ) x, S (t, x, y ) (t ) x, ij ( x) (t ) x, (17) где (t ) – непрерывная ограниченная функция в области F, для которой суще ствует такое положительное число T 0, что при всех t 0 0 справедливо не равенство 1 t0 +T (t ) dt, (18) T t где – положительная постоянная.

В § 9 смоделирован процесс, описывающий присоединение или отбрасы вание случайной массы тела, закреплённой на пружине с известным коэффици ентом жёсткости. Методом моментов второго порядка получены достаточные условия устойчивости такого процесса. В этом же параграфе исследуется во просы устойчивости такой системы, при условии, что на тело действует неко торая возмущающая сила. Демонстрируется применение метода первого при ближения.

В §10 параграфе изучается задача об устойчивости по первому прибли жению системы со случайной структурой dx = f (t, x, y (t ))dt + (t, x, y (t ))dw(t ), (19) где непрерывные функции f (t, x, y ), (t, x, y ) имеют в области F непрерыв ные и ограниченные производные по x до второго порядка включительно:

2 f f N x, N x, N x, N x, (20) y y y 2 y где N 0 некоторая постоянная.

Пусть в случайные моменты скачкообразного изменения вектора состоя ния системы y (t ) фазовый вектор x(t ) так же изменяется скачком по закону:

N x( ) = K (, ) x( 0) + sQs x( 0), (21) s = где момент перехода системы из состояния y ( 0) =, в состояние y ( + 0) = ;

s независимые случайные величины, для которых M s = 0, M s2 = 1 ;

K (, ) матрица размерности n n, характеризующая переходное состояние фазового вектора в момент смены структурного состоя ния y (t ) Y ;

Qs известные матрицы с постоянными коэффициентами раз мерности n n. Предполагается, что в окрестности невозмущённого движения x = 0 параметры скачка фазового вектора ограничены:

K (, ) E, Qs, (22) при всех, Y. Здесь – некоторая положительная постоянная.

Предполагается, что системой первого приближения является детерминированная система, полученная «замораживанием случайности» и имеет вид dx = f (t, x, )dt + (t, x, )dw(t ). (23) где – некоторое фиксированное значение марковского процесса. Будем пред полагать, система (23) равномерно устойчива по параметру, то есть M [ x (t ) x (t 0 ) = x0 ] A x0 e ( t t0 ), 2 (24) причем, постоянные A 0, 0 не зависят от структурного значения систе мы Y при всех t t 0.

Справедливо следующее утверждение.

ТЕОРЕМА 10.1. Пусть невозмущенное движение системы с неизмен ной структурой (23) экспоненциально устойчиво в среднем квадратичном рав номерно по параметру Y и выполнено условие (24), кроме того, для систе мы со случайной структурой (19) и случайным условием скачка (21) справедли вы условия (20), (22), а процесс y (t ) изменения структурного состояния явля ется чисто разрывным марковским процессом (9). Тогда существует такая по стоянная 0, что при выполнении условия (t, y ) = 2 p( s,, )d Y невозмущенное движение системы (19), (21) будет экспоненциально устойчиво в среднем квадратичном.

Требование, предъявляемое теоремой 10.1 к системе первого приближе ния (23), является довольно жёстким (в условии теоремы 10.1 требуется, чтобы система (23) была экспоненциально устойчива при каждом значении Y ).

Поэтому рассмотрен случай, когда система первого приближения (23) с неиз менной структурой экспоненциально устойчива в среднем квадратичном рав номерно по лишь на некотором замкнутом множестве H Y. А на множе стве T = Y \ H система первого приближения (23), вообще говоря, не обладает этим свойством. В этом случае для экспоненциальной устойчивости системы (19), (21) оказывается достаточным, чтобы для чисто разрывного марковского процесса y (t ) выполнялись следующие ограничения M [ y (t + t ) y (t ) = y S ] 1, lim t 0+ t P{ y (t + t ) T y (t ) = y S } 2, lim t 0+ t P{ y (t + t ) S y (t ) = y T } 3, lim t 0+ t где 1, 2, 3 – некоторые положительные постоянные, а для параметров скач ка достаточно выполнения условий (22). Полученные условия означают, что система (19), (21) будет экспоненциально устойчивой в среднем квадратичном, если вероятность перехода системы из устойчивых состояний в неустойчивые достаточно мала, тогда как вероятность обратных переходов достаточно велика.

При этом, как и в теореме (10.1), параметры скачков малы и средняя скорость изменения процесса y (t ) тоже мала, пока эти случайные изменения происходят на множестве устойчивых состояний.

Основные публикации по теме диссертации Завьялова Т.В., Кац И.Я., Моментное уравнение и исследование ус 1.

тойчивости линейных систем со случайно изменяющейся структурой. Труды Всероссийской научно-практической конференции "Фундаментальные и при кладные исследования – транспорту-2000".– УрГУПС.– Екатеринбург.– 2000.– С. 449-450.

Завьялова Т.В. Устойчивость невозмущенного движения нелиней 2.

ных стохастических систем с разрывными фазовыми траекториями. Сборник трудов УрГУПС. Том 2.– 2001.– С. 107-115.

Завьялова Т.В. Устойчивость стохастических систем со случайным 3.

условием скачка фазовой траектории. Тезисы докладов международной конфе ренции «Дифференциальные и интегральные уравнения. Математические мо дели».– Челябинск.– 2002.– С. 35-36.

Завьялова Т.В. Об устойчивости нелинейных стохастических сис 4.

тем со случайным условием скачка фазового вектора. Тезисы докладов 7-го международного семинара "Устойчивость и колебания нелинейных систем управления". Москва.– 2002.– С. 88-90.

Завьялова Т.В. К вопросу об устойчивости стохастических систем с 5.

разрывными фазовыми траекториями. Тезисы докладов 2-го Международного конгресса "Нелинейный динамический анализ". – Москва.– 2002.– С. 75-77.

Завьялова Т.В., Кац И.Я., Тимофеева Г.А. Об устойчивости движе 6.

ния стохастической системы со случайным условием скачка фазовой траекто рии. //Автоматика и телемеханика.– 2002.– №7– С. 33-46.

Завьялова Т.В. Условия стабилизации линейных стохастических 7.

систем со структурными изменениями и случайными разрывами фазовых тра екторий. Сборник трудов 3-ей Международной научно-технической конферен ции "Кибернетика и технологии 21 века".– Воронеж – 2002.– С. 11-21.

8. Zavialova T.V. The analysis of stability of non-linear stochastic system with random impulse in condition of phase vector shock, proceedings of the "10th In ternational Symposium on Dynamic Games and Applications". – St.-Peterburg 2002.

vol. 2.– p. 903-906.

Завьялова Т.В. Стабилизация стохастических систем, испытываю 9.

щих воздействие марковского процесса. Сборник научных трудов конференции «Молодые учёные – транспорту».– Екатеринбург.– УрГУПС.– 2003. С. 448-457.

Завьялова Т.В. Метод функций Ляпунова в исследовании средне 10.

квадратической устойчивости. Тезисы докладов Всероссийской конференции «Алгоритмический анализ неустойчивых задач». Екатеринбург. УрГУ, 2004.– С. 161.

Завьялова Т.В. Устойчивость стохастических систем по первому 11.

приближению. // Вестник молодых учёных, серия «Прикладная математика и механика».– Санкт Петербург– 2004– №1– С. 23-29.

Завьялова Т.В. Моделирование движения тела переменной массы.

12.

Материалы региональной молодёжной школы-конференции «Проблемы теоре тической и прикладной математики».– Екатеринбург.– 2004.– С. 128-132.

Завьялова Т.В. Устойчивость динамических систем со случайными 13.

скачками вектора состояний. Тезисы докладов 8-го международного семинара "Устойчивость и колебания нелинейных систем управления".– Москва.– 2004.

С. 68-69.

Завьялова Татьяна Викторовна Устойчивость стохастических систем со случайными скачками фазовых траекторий Специальность 01.01.02. – дифференциальные уравнения Подписано в печать 7.09. Бумага писчая № 1 Формат 60x90 1/16 Объём 1,2 п.л.

Тираж 100 Заказ Типография УрГУПС, 620034, Екатеринбург, ул. Колмогорова,

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.