Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

86

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.06.2023
Размер:
8.14 Mб
Скачать

Chapter II. Absolute stability and Aizerman’s problem of multidimensional regulated systems

where

a1 = 1 ( 1 2 1 2 ),

a2 = ( 1 2 ) 2[ 1( 1 2 ) 2 ( 2 1 2 1) 1 2 2 1 ],

a3 = 2 1 ( 1 2 ) 3[( 1 2 )( 1 2 2 1 ) ( 1 2 )( 1 2 2 1 ) ( 1 2 )( 2 1 2 1 )],

> 0 is an arbitrarily small number. As follows from

( ),

matrix

A ( )

is a

1

1

Hurwitz matrix, if

( 1 2 ) > 0,

1( 1 2 ) > 0, for any arbitrarily small number

> 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Nonsingular transformation. Matrix B1 = B11

B12 ,

B

=

1

B

=

 

,

 

0 .

 

 

 

 

11

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

,

 

 

 

R

,

Define the vectors

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

*

B

 

= 0;

б)

 

*

B

 

= 0,

 

 

*

B

 

= 1;

 

 

2

 

 

2

 

1

12

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

0

,

2

=

 

1

,

 

3

=

 

1 .

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Matrix of transformation

в)

*

3

3

,

R

B

 

11

from the conditions: a)

 

*

B

= 1,

 

1

11

 

= 0,

 

*

B

= 0.

As a result, we get

3

 

 

12

 

 

1

1

1

1

0

1

 

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= K, K 1 = R* 1 =

 

 

 

 

 

R =

 

0

1

1 , R* =

 

1

1

0

 

 

1

0

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

1

 

 

1

1

1

 

 

 

0

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Then matrices

A1,

B1,

S1

are equal to:

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( )

1 (

)

 

1 (

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

= KA K 1

=

 

1 (

2

 

)

1 (

2

 

2

)

1 (

2

 

2

 

2

) ,

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= S Ê 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1

= KB =

 

0 1 , S1

=

 

1

 

 

1

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

 

 

1

 

1 ,

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

2 2

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( )

 

1 (

)

 

 

1 (

)

 

 

 

 

 

 

 

A11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

1

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( 2 2 )

1 ( 2 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( 2 2 2 )

 

 

 

131

Lectures on the stability of the solution of an equation with differential inclusions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

0

 

 

= ( 1,1,1), H

 

1

0

0

 

 

 

H0

 

 

 

 

 

 

 

A12

 

H

 

= (0,0,1),

=

0

1

0

0

=

 

 

 

,

1

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

0

 

 

 

 

H1

 

 

 

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S11

=

1

1

 

 

1

1 , S12

=

1 1

1 , H

0

y = 1

, H

y = y ,

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 2

 

 

 

1

3

 

 

 

2 2

2

 

2

 

y2

 

 

 

where

y = Kx,

x = K

1

y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Then equation (2.112) by nonsingular transformation reduces to

y

= [ 1 ( )]y [1 (

 

 

 

 

)]y

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

1

 

 

 

 

 

1

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

[1 (

 

 

1

)]y

 

 

(

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

3

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

y

= [1 (

2

 

)]y [ 1 (

2

 

2

)]y

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

[ 1 (

2

 

2

 

2

)]y

2

(

2

),

y

 

 

= y y

y

,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

2

3

 

1 = ( 1 1 ) y1 ( 1 1 ) y2 ( 1 1 1 ) y3 ,

2 = ( 2 2 ) y1 ( 2 2 ) y2 ( 2 2 2 ) y3.

2.Solution properties. Matrix

 

 

 

 

 

 

 

1 ( )( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 ( ) = A1 B1 S1 = 1 ( 2 )( 2 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ( )(

)

 

1 ( )(

 

)

1

 

1

 

1

 

 

1

 

1

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 (

2

)(

1

 

2

)

1 (

)(

2

 

2

 

2

) .

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Characteristic polynomial

(2.113)

2 ( ) =| I3 A1( ) |=| I3 A1( ) |=

= 3 a1( , 1, 2 ) 2 a2 ( , 1, 2) a2 ( , 1, 2 ).

Notice, that as > 0 is an arbitrarily small number, then from (2.113) we have

y1 = y1 y2 y3 1( 1),

y2 = y1 y2 y3 2 ( 2 ), y3 = y1 y2 y3 ,

1 = ( 1 1 ) y1 ( 1 1 ) y2 ( 1 1 1 ) y3 ,

132

Chapter II. Absolute stability and Aizerman’s problem of multidimensional regulated systems

2 = ( 2 2 ) y1 ( 2 2 ) y2 ( 2 2 2 ) y3.

(2.114)

where the characteristic polynomial

 

 

 

 

 

 

 

2 ( ) =| I3 A1( ) |=| I3 A1( ) |=

 

= 3 a1 ( 1, 2 ) 2 a2 ( 1, 2 ) a3 ( 1, 2 ).

(2.115)

The limit diagonal matrix

 

0

 

of polynomial

 

2

( )

from (2.115),

 

 

= diag (

01

,

02

)

 

 

 

where matrix

is determined from the Hurwitz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 ( ) = A1 B1 S1 =

 

 

 

 

1 1 ( 1 1 )

 

1 1 ( 1 1 )

 

1 1 ( 1

1

1 )

 

1 2 ( 2

2 )

1 2 ( 1 2 )

 

1 2 (

2 2

 

 

=

 

2 ) .

 

1

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As follows from (2.114) the following identities hold:

 

 

(

(t)) = y

y

 

1

 

1

 

 

1

 

1

y

= y y

2

y

,

 

(t)

3

1

 

3

 

 

1

 

 

2

(t) = (

2

 

2

 

 

 

 

 

y

 

= y (t),

y

2

 

1

1

 

 

y2 y3 ,

=( 1 1

) y (

2

1

 

= y

(t),

 

2

 

 

 

2

(

2

(t)) = y

2

y y

2

y

,

 

 

 

1

3

 

) y (

 

) y

2

(

) y

,

1

1

1

 

1

1

1

3

 

 

2

) y

2

(

2

 

2

 

2

) y

,

 

 

 

 

 

 

3

 

y3 = y3 (t),

t I = [0, ],

(2.116)

where

0,

 

A

( )).

1

 

 

(

2

) > 0,

 

(

) > 0

1

 

1

1

2

 

(Hurwitz conditions for matrix

3. Improper integrals. As follows from Theorem 9, improper integral

where I11,

I12 is equal to:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t)dt =

 

*

 

 

 

 

*

*

(t) 13

I11 = 1 ( 1 ( )) 11 1

y

 

(t) 11 y(t) y

(t) 12 y(t) y

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

(

)

d

1

< ,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t I are denoted by identities (2.116), matrices

 

 

 

 

where 1 ( (t)), 1(t),

I

= I

I

,

1

11

12

 

y(t) dt =

133

Lectures on the stability of the solution of an equation with differential inclusions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

( 1 1 )

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1 2 1 1

 

 

2 1 2 1 1

2 1 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

11

;

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

=

 

 

( ( ))

 

 

 

 

(t)dt =

 

[ y

*

(t)

 

 

y

(t) y

*

(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

(t)

 

 

y(t)]dt =

2

 

2

 

 

21

 

22

y(t) y

23

12

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

2

( 2 ) 12d 2

< ,

 

 

1 = diag ( 11, 12 ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

where

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

(

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

2

 

2

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

2

2 )

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

2

2 2 2 2

2 2 2 2 2

 

 

22 =

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2 2

 

 

2 2 2

 

 

 

 

 

 

2

 

2

2

 

 

2 2 2

 

 

23

=

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

2

 

 

2 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

,

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

2

12

,

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 2

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

2

2

2

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The improper integral

I3 = [ y* (t)N2 y* (t)N1 ][H1 y(t) A12 y(t)]dt =

0

134

Chapter II. Absolute stability and Aizerman’s problem of multidimensional regulated systems

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

[ y

*

(t)P y

(t) y

*

(t)P y(t) y

*

(t)P y(t)]dt = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

where

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

1

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

21

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N22

 

 

 

 

N22

 

 

N22

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

, P =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

N

 

N

 

 

 

N

 

N

N

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

11

 

23

23

13

 

 

N21

 

N22

 

N23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

N

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

12

11

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

N11

 

 

 

 

N21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N12

 

 

 

 

N22

P =

 

11

 

12

 

 

 

 

 

 

 

12

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

2

 

 

 

2

, N

=

 

 

, N

2

=

 

 

 

 

 

.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

 

 

N

 

N

 

 

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

N13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Then the improper integral

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

= I

I

 

=

[ y

*

(t)R y

(t)

y

*

(t) y(t) y

*

(t)W y(t)]dt =

5

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

(

)

d

1

 

 

 

2

(

2

)

12

d

2

< ,

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.117)

where

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R =

 

 

21

P =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

11

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(

 

 

 

)

 

 

 

 

1

(

 

 

)

 

1

N

 

 

 

 

 

1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

12

 

 

1

11

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N

 

=

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

12

 

 

 

1

1

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

N22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N23

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

21

b

 

 

 

N

21

 

b

 

 

 

 

N

21

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N22 b2

 

 

N22 b2

 

 

 

 

N22 b2

 

 

 

 

 

1 = 12 22 P2 = N

23

N

 

 

N

23

N 2

 

N

23

N

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   ,

b1 = ( 2 2 ) 12 (2 1 2 1 1) 11,

b2 = ( 2 2 2 2 2 ) 12 ( 1 1) 11,

135

Lectures on the stability of the solution of an equation with differential inclusions

 

 

 

 

 

 

 

 

N11 a1

 

 

 

N11

 

 

N12

 

a1

 

N11

 

a1

 

N13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W =

 

 

 

P =

 

 

N11

 

 

N12

 

a

 

 

N a

 

 

N12

 

a

 

N13

,

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

1

13

 

23

3

 

 

2

1

 

 

 

12

1

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

a1

 

13

 

 

12

 

a1

 

13

 

 

N13 a1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1 = ( 2 2 2 ) 12 ( 1 1 1) 11.

 

 

Here

11

,

12

,

N

 

,

N

 

,

 

N

13

,

 

N

21

,

N

22

,

N

23

 

are arbitrary parameters,

 

 

 

 

 

 

11

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

feedback

matrix.

 

 

If the

 

equalities

 

are

 

satisfied

N

22

b = N

21

 

 

 

 

,

 

 

 

2

 

N

 

N = N

 

 

b ,

 

N

 

 

N

 

 

= N

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

then

the

matrix

 

 

*

 

 

23

11

 

 

 

21

 

1

 

 

 

 

23

 

 

12

 

 

 

22

 

2

 

 

1

1

 

from (2.117) it follows

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t)W y(t) dt =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 5 =

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

(

)

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

(t)R y(t)

y

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S1 isb1, Then

 

 

 

 

2

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

)

 

d

 

 

 

 

*

(t) y(t)

dt < ,

 

 

 

 

2

2

 

12

2

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

due to the fact that

|

y( ) | c

 

 

< ,

| y(0) | c

< . Matrix

R = R

*

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

( )

11

0,

 

 

11

(

 

)(

2

 

2

)

12

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

(

 

 

)

 

0,

|

R | 0.

 

 

 

2

2

12

 

1

11

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.118)

when

(2.119)

Consequently, when performing inequalities (2.102) from (2.101) it follows that the improper integral

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

(t)W y(t) dt < .

I

 

=

 

*

(t)W y(t)dt

 

*

(t)R y

*

50

 

y

 

 

(t) y

 

 

 

1

 

 

1

 

1

(2.120)

0

0

If arbitrary parameters and elements of feedback matrix S1 are selected so that: a)

*

*

*

 

3

 

y W y = 0,

 

 

either W1 = W1

> 0; b) either W1 = W1 0 (surface

y R

 

does not contain

1

 

whole trajectories), then all conditions of theorem 6 are satisfied. Consequently, in the

sector [ , 0 ],

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 = 0 2 ,

2 > 0

is a

diagonal matrix with arbitrarily small

 

 

 

 

 

 

positive elements, Iserman’s problem has a

solution. Limit values 01,

02 are

determined from the Hurwitz

condition

for

polynomial 2 ( ) from (2.115) and

136

Chapter II. Absolute stability and Aizerman’s problem of multidimensional regulated systems

condition

(

 

2

) > 0,

1

 

 

 

(

 

) > 0.

1

1

2

 

For positive definiteness of the matrix

W

= W

*

> 0,

 

1

1

 

it is necessary and sufficient that the following inequalities are fulfilled:

N a > 0,

(N a )( N a ) (

N11

 

N12

a )2

> 0, | W |> 0.

 

 

11

1

11

1

12

1

2

 

2

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Absolute stability. Below we present the results of study of absolute stability of equilibrium state of the system (2.111) with non fixed elements of feedback matrix

S1.

The improper integral

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t) dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

=

 

 

 

 

(

 

(t))

 

 

 

1

 

 

 

( (t))

( (t))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

01

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t) dt =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

(t))

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

(

 

(t))

 

 

(

 

(t))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

22

02

 

2

2

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y(t) dt 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

*

(t) y(t) y

*

(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

y(t) y

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

where

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

21

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

2

 

 

 

22

 

22

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

)

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

 

21

1

1

 

 

21

01

21

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

02

 

22

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

22

02

22

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c11

 

 

c12

 

 

 

 

 

c13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

c21

 

 

c22

 

 

 

 

 

c23

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c =

1

 

(

1

)

21

 

 

22

 

1

 

(

2

 

 

2

 

)

22

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

21

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c = c

 

=

1

 

 

1

 

 

 

 

 

(2

 

 

 

 

 

)

 

 

 

1

 

1

( 2

 

 

 

 

 

 

))

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

21

 

 

 

 

 

21

 

 

01

 

 

 

2

 

 

21

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

02

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

22

 

 

c = c =

1

 

 

1

 

 

 

 

 

(2

 

2

 

)

 

 

 

 

1

 

 

 

1

(2

 

2

 

 

 

 

)

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

13

 

 

 

 

 

21

 

 

 

01

 

 

 

2

 

 

21

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

02

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

22

 

 

 

 

 

 

c

22

 

= 1

 

21

(

1

)

22

 

1

(

2

 

 

 

2

)

22

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

137

Lectures on the stability of the solution of an equation with differential inclusions

c = c

 

= 1

 

 

1

 

 

( 2

 

2

 

)

 

1

1

(2

 

 

 

2

 

))

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

23

 

 

21

01

 

 

2

 

 

21

 

 

 

1

1

 

 

 

1

 

 

 

22

 

02

2

 

 

2

 

 

2

 

 

 

2

 

22

 

 

c =

1

 

21

(

1

 

1

)

22

1

(

2

 

2

 

2

)

22

.

 

 

 

 

 

 

33

 

21

01

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The improper integral

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

4

= I I

2

I

3

= [ y* (t)R y

(t) y* (t) y(t) y* (t)W y(t)]dt

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ( i ) 1i d i

< ,

1 = diag ( 11

, 12 ),

2

= diag ( 21, 22 ),

i=1

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

where

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = R

=

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

1

 

 

 

(2.121)

 

 

 

 

(

 

 

)

 

 

 

 

1

 

 

 

1

(

 

 

 

)

 

 

 

1

(

 

 

 

)

 

1

N

 

 

 

 

 

 

1

11

21

01

 

 

 

 

2

2

12

 

 

1

1

11

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

(

 

 

 

)

 

 

 

(

 

)

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

N

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

12

 

 

 

1

 

1

 

11

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

12

 

 

22

 

02

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

N22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

b 2

 

 

 

1

 

 

( )

N

 

b 2

 

 

 

1

 

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

1

 

21

 

 

01

 

 

21

 

1

 

1

 

 

 

 

21

1

 

21

 

01

 

 

21

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= N

 

 

b

2

 

 

 

1

 

 

(

 

 

 

)

N

 

b

2

 

 

 

1

 

 

 

(

 

 

 

)

22

22

02

22

2

2

22

22

02

 

22

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

b 2

 

 

1

 

 

 

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

21

1

 

21

 

01

 

 

 

 

21

 

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

b

 

2

 

 

 

1

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

) ,

 

 

 

 

 

 

22

 

22

02

22

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W0 = W1 3 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

11

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

N11 a1 c11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

a1

c12

 

 

11

 

a1

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N11

 

N12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N12

 

 

=

 

a c

 

 

 

 

N a c

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

21

 

 

22

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N11

a1 c31

 

 

 

 

 

N12

 

a1 c32

 

 

N13 a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c13

c23 .

c33

138

Chapter II. Absolute stability and Aizerman’s problem of multidimensional regulated systems

If the equalities are satisfied

 

 

 

N

 

 

 

b

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

) = N

 

 

 

b 2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

),

 

 

 

 

 

22

 

22

02

22

2

 

 

2

 

21

 

 

 

01

 

21

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

= N

 

 

 

b 2

 

 

 

1

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

11

21

 

 

01

 

21

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

N

 

 

= N

 

 

 

 

 

b

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

),

 

 

 

 

 

 

(2.122)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

 

22

 

 

 

22

02

 

22

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

then matrix

 

= *.

 

 

 

Then from (2.121) we have

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

i

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

R y

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

=

 

 

 

y W y]dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

)

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

[

 

 

y y] < .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

[ y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

1i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.123)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Matrix

 

R = R*

 

0 when inequalities are satisfied

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

11

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

11

 

 

 

 

 

12

 

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

12

 

 

 

 

 

22

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

)

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

|

R

 

| 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.124)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

12

 

 

 

 

1

1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

When equalities (2.122) and inequalities (2.124) are valid, as follows from

(2.123) the improper integral:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(t)W y(t) dt I 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

=

 

 

 

 

 

 

*

 

< .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Matrix

W

= W

 

*

 

 

> 0

 

 

then and only then, when inequalities are satisfied:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

> 0,

 

 

 

 

 

(N

 

 

c

 

 

)( N

 

 

 

a c

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N11

 

 

N12

 

a c

 

 

 

 

2

 

> 0,

 

 

| W |> 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.125)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If arbitrary parameters

 

11

,

 

 

 

12

,

 

 

 

21

 

>

0,

 

22

 

>

0,

 

N

 

 

,

 

N

 

 

,

 

N

13

,

 

N

21

,

 

 

N

22

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

23

,

 

,

 

 

 

,

 

 

1

 

 

 

 

 

2

,

 

 

 

2

,

 

 

 

 

2

 

 

 

are

selected

 

 

so,

 

that

equalities

(2.122)

and

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

inequalities (2.124), (2.125) are satisfied and Hurwitz condition

for the matrix

 

 

A ( )

 

 

 

 

1

 

 

( ( 1 2 ) > 0,

 

1( 1

2 ) > 0),

 

then the equilibrium state of the system (2.111) is

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

absolutely stable. If when these conditions are met matrix

 

 

0

= 0

2 ,

 

2

 

> 0,

then Iserman’s problem has a solution. All of the above statements remain true in case,

139

Lectures on the stability of the solution of an equation with differential inclusions

when matrix W = W * 0, surface

y*W y = 0, y R3

does not contain whole trajec-

0

0

0

 

tories.

A new method of study of absolute stability of equilibrium state of multidimensional regulated systems with limited nonlinearities in a simple critical case based on nonsingular transformation equations of motion was developed, properties of solutions and evaluations of improper integrals along the solution of the system were studied.

The class of multidimensional nonlinear regulated systems in a simple critical case, for which Iserman’s problem has a solution was determined. For this class of regulated systems necessary and sufficient conditions of absolute stability were obtained.

Key results, obtained in the work and efficiency of the proposed method are shown on examples.

Lecture 22.

Absolute stability and Iserman’s problem of multidimensional systems in a critical case. Problem statement. Nonsingular transformation

Problem statement. Equations of motion of multidimensional regulated systems in a critical case have a form:

x = Ax B ( ), = L1 ( ),

 

 

 

),

= L ( ), = Sx T T ,t I = [0,

2

1

2

 

(2.126)

where

A, B,

L ,

L ,

S ,

T ,

 

T

 

are constant matrices of orders

n n,

 

n m,

 

 

 

1

 

2

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

m m,

m m, m n,

m m,

m m

 

respectively, matrix

A

is a Hurwitz matrix,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i.e. Re j ( A) < 0,

j = 1, m,

j ( A)

are eigenvalues of the matrix A.

Function

 

( )

 

= ( ) = ( ( ),...,

 

 

( )) C(R

m

,R

m

) | ( ) = E ( ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

m

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = (

 

1( 1),...,

 

m ( m )) 1,

 

(0) = 0, , Rm ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) = { ( ) C(Rm ,Rm ) |0

(

)

i

 

2

,

,

i

Rm ,i = 1, m,

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,0 <

 

 

 

 

 

i

 

i

 

 

 

0i

 

i

 

 

i

 

 

 

 

}

 

 

 

 

 

 

 

(0) = 0,| ( ) |

 

 

< ; , = (

,...,

 

 

) R

m

,

(2.127)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

where,

E = diag ( 1

,..., m ), i

= ,

 

 

 

> 0 is an arbitrarily small number.

i = 1, m,

 

 

Practical systems of automatic control relate to the systems with limited resources

and for such systems function

( )

satisfies the conditions (2.127).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As follows from inclusions (2.127) equations of motion (2.126) can be repre-

sented as

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = A1z B1 ( ), = S1z, z(0) = z0 ,| z0 |< ,t I, ( ) 1 ,

(2.128)

140

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]