全局稳定性收敛平衡点为0吗_该平衡点处的小扰动稳定性判据是什?
1。令A(yù)為 n階對(duì)稱矩陣,若對(duì)任意n維向量x都有x-1Ax >0(≥0)則稱A為正定矩陣
2。簡(jiǎn)稱哈氏方程,由2n個(gè)方程,加上2n個(gè)坐標(biāo)和動(dòng)量密度的初值,可解出2n個(gè)未知坐標(biāo)和動(dòng)量密度。
3。即特征值
Aξ=λξ,在A變換的作用下,向量ξ僅僅在尺度上變?yōu)樵瓉淼摩吮丁?/p>
稱ξ是A 的一個(gè)特征向量,λ是對(duì)應(yīng)的特征值(本征值)。
4。一個(gè)天體繞另一個(gè)天體接二體問題的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí),因受別的天體的吸引或其他因素的影響,在軌道上產(chǎn)生的偏差,這些作用與中心體的引力相比是很小的,因此稱為攝動(dòng)。天體在攝動(dòng)作用下,其坐標(biāo)、速度或軌道要素都產(chǎn)生變化,這種變化成分稱為攝動(dòng)項(xiàng)。
例如,月球繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到太陽和其他行星吸引以及地球形狀的影響,偏離按二體問題規(guī)律運(yùn)動(dòng)的軌道,而發(fā)生攝動(dòng)。類似攝動(dòng)的概念,在物理學(xué)中稱為"微擾"。
5。所謂耗散系統(tǒng)就是指一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)(力學(xué)的、物理的、化學(xué)的、生物的、社會(huì)的等等)通過不斷地與外界交換物質(zhì)和能量,在外界條件的變化達(dá)到一定閾值時(shí),就有可能從原有的混沌無序狀態(tài)過渡到一種在時(shí)間上、空間上或功能上有序的規(guī)范狀態(tài),這樣的新結(jié)構(gòu)就是耗散結(jié)構(gòu),或稱為耗散系統(tǒng)。
耗散系統(tǒng)具有真真意義上的時(shí)間單向性。時(shí)間變成了不可逆的矢量,單向流逝,一去不返。行為與時(shí)間不可分割地熔鑄在一起,一起構(gòu)成了不可逆轉(zhuǎn)的單向過程。這才是時(shí)間的真真意義。就象一個(gè)雞蛋孵小雞,一旦孵出小雞,它就不可能再變回一個(gè)雞蛋了,無論你想什么辦法都不行。
我們生存的宇宙是一個(gè)我們現(xiàn)在能感知的最大的耗散系統(tǒng),所以在宇宙中的萬事萬物都被打上了時(shí)間的烙印,不可能再重現(xiàn)歷史。許多描寫時(shí)間旅行的小說或電影,在我看來不能被成為科幻小說或電影,應(yīng)該被成為神話小說或電影。
6。李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性 指對(duì)系統(tǒng)平衡狀態(tài)為穩(wěn)定或不穩(wěn)定所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
主要涉及穩(wěn)定、漸近穩(wěn)定、大范圍漸近穩(wěn)定和不穩(wěn)定。
①穩(wěn)定 用 S(ε)表示狀態(tài)空間中以原點(diǎn)為球心以ε為半徑的一個(gè)球域,S(δ)表示另一個(gè)半徑為 δ的球域。如果對(duì)于任意選定的每一個(gè)域S(ε),必然存在相應(yīng)的一個(gè)域S(δ),其中δ<ε,使得在所考慮的整個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi),從域 S(δ)內(nèi)任一點(diǎn) x0出發(fā)的受擾運(yùn)動(dòng)φ(t;x0,t0)的軌線都不越出域S(ε),那么稱原點(diǎn)平衡狀態(tài) xe=0是李雅普諾夫意義下穩(wěn)定的。
②漸近穩(wěn)定 如果原點(diǎn)平衡狀態(tài)是李雅普諾夫意義下穩(wěn)定的,而且在時(shí)間t趨于無窮大時(shí)受擾運(yùn)動(dòng)φ(t;x0,t0)收斂到平衡狀態(tài)xe=0,則稱系統(tǒng)平衡狀態(tài)是漸近穩(wěn)定的。從實(shí)用觀點(diǎn)看,漸近穩(wěn)定比穩(wěn)定重要。在應(yīng)用中,確定漸近穩(wěn)定性的最大范圍是十分必要的,它能決定受擾運(yùn)動(dòng)為漸近穩(wěn)定前提下初始擾動(dòng)x0的最大允許范圍。
③大范圍漸近穩(wěn)定 又稱全局漸近穩(wěn)定,是指當(dāng)狀態(tài)空間中的一切非零點(diǎn)取為初始擾動(dòng)x0時(shí),受擾運(yùn)動(dòng)φ(t;x0,t0)都為漸近穩(wěn)定的一種情況。在控制工程中總是希望系統(tǒng)具有大范圍漸近穩(wěn)定的特性。系統(tǒng)為全局漸近穩(wěn)定的必要條件是它在狀態(tài)空間中只有一個(gè)平衡狀態(tài)。
④不穩(wěn)定 如果存在一個(gè)選定的球域S(ε),不管把域S(δ)的半徑取得多么小,在S(δ)內(nèi)總存在至少一個(gè)點(diǎn)x0,使由這一狀態(tài)出發(fā)的受擾運(yùn)動(dòng)軌線脫離域 S(ε),則稱系統(tǒng)原點(diǎn)平衡狀態(tài)xe=0是不穩(wěn)定的。
全部
總結(jié)
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