книги / Матричные и асимптотические методы в теории линейных систем
..pdfПринимая во внимание, что подынтегральная функция
ехр ] (р- +  | 
	ea^dt" ограничена на [О, Л, т. е,  | 
	
  | 
|||||||
г  | 
	
  | 
	
  | 
	о  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	
  | 
	exp J (|х + гаj) dt" <  | 
	(Ьг>  | 
	0),  | 
	
  | 
||||
имеем  | 
	
  | 
	г  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
||у (t) [| < exp (az +  | 
	eaj) (||у (0) | +  | 
	яАО-  | 
	
  | 
||||||
  | 
	
  | 
	
  | 
|||||||
Отсюда  | 
	следует  | 
	
  | 
	
  | 
	положительное число  | 
|||||
Л е м м а  | 
	5. Существует такое  | 
||||||||
ei <  | 
	е0, что  | 
	любое решение у (t) неоднородного уравнения  | 
|||||||
(12),  | 
	начальное значение которого ограничено условием  | 
	
  | 
|||||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	1аФ)\<с„  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
на промежутке 0 <  | 
	/ ч< L/б2, где е2 — фиксированное число  | 
||||||||
из интервала (0, e j,  | 
	допускает оценку  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||
  | 
	
  | 
	\У (0II <  | 
	ехр (а2 4- щЦ (с0 +  | 
	a3V )-  | 
	t £  | 
||||
Используя лемму 5 и принимая  | 
	во  | 
	внимание, что  | 
|||||||
£ [0, L/E2], имеем  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|||
аъIIУ(О II4-  | 
	< аъexp (а2+  | 
	axL) (с0 + aj?t -£■) 4- Щ<  | 
	а«-  | 
||||||
Тогда (см.  | 
	(27))  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	
  | 
	t  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
Iг (О II < Iг (0) ||exp l  | 
	(p + ea4)dt +  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||||
  | 
	
  | 
	
  | 
	0  | 
	t  | 
	t  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
  | 
	
  | 
	4- sm+la8 f exp  | 
	f (p 4- *a4) dfdt' <  | 
	
  | 
|||||
di'
<exp (a24- ea4t) (||г (0) || 4- em+la8b2f),
где bz — положительное число такое,  | 
	что  | 
|
о  | 
	(р 4- eaj dt" <  | 
	b3,  | 
ехр |  | 
||
Г  | 
	
  | 
	
  | 
и, далее, так как t £ [0,  | 
	Цг2],  | 
	
  | 
II2 (t)|| •< ехр (аг 4~ щЦ ^||г (0) || 4- &n+la8b2— J.
Полученное неравенство доказывает следующее поло жение.
Л е м м а 6. Пусть  | 
	
  | 
11*/(0)|<4>, ||2(0)[|<e"H-V  | 
	
  | 
Тогда существует такое положительное число  | 
	гх с е 0 ,  | 
что для каждого фиксированного числа е2 £ (0, б!)  | 
	можно  | 
указать сх >* 0 такое, что  | 
	
  | 
Теперь можно оценить погрешность приближенного ре шения хт . Имеем
Отсюда, используя лемму 6, получаем
  | 
	II* — * 4 < II K im) 1  | 
	&т+'сг = ет+'ст.  | 
|
Таким образом, мы пришли к следующей теореме.  | 
|||
Т е о р е м а 2. Пусть  | 
	
  | 
	
  | 
|
  | 
	*(°) = * т ( ° ) '  | 
	
  | 
|
Тогда существует такое число ех >  | 
	0, что при фикси  | 
||
рованном  | 
	е2 (е2 £ (0, ej) и некотором  | 
	ст на сегменте  | 
|
[tlf t2\ а  | 
	[0, L/ea] имеет место оценка  | 
	
  | 
|
II * (0 — хт(О II < стет+1  | 
	(8 < е2>  | 
	t£ [tlt t2]).  | 
|
Полученные оценки устанавливают асимптотический ха рактер приближенного решения (2) уравнения (1).
ЛИТЕРАТУРА
1. В е л л м а н Р., Введение в теорию матриц, «Наука», Москва, 1969.
2.В е л л м а н Р., Теория устойчивости решений дифференциальных уравнений, ИЛ, Москва, 1954.
3.Б е с е к е р с к и й В. А., П о п о в Е. П., Теория систем авто матического регулирования, «Наука», Москва, 1966.
4.Б о г о л ю б о в Н. Н., О некоторых статистических методах в математической физике, Изд. АН УССР, Львов, 1945.
5.Б о р с к и й В., О свойствах импульсных переходных функций
  | 
	систем с  | 
	переменными  | 
	параметрами,  | 
	Автоматика и телемеханика,  | 
||||
6.  | 
	т. 20, № 7, 1959.  | 
	
  | 
	Колебания, Гостехиздат,  | 
	Москва,  | 
	1954.  | 
|||
Б у л г а к о в  | 
	Б. В.,  | 
|||||||
7.  | 
	В а з о в  | 
	В., Асимптотические разложения решений обыкновен  | 
||||||
8.  | 
	ных дифференциальных уравнений, «Мир», Москва, 1968.  | 
	
  | 
||||||
В а с и л ь е в а  | 
	А. Б.,  | 
	Асимптотические методы в теории диффе  | 
||||||
  | 
	ренциальных уравнений с малым параметром при старшей произ  | 
|||||||
  | 
	водной, Пятая летняя математическая школа, Изд. АН УССР, Ки  | 
|||||||
9.  | 
	ев, 1968.  | 
	
  | 
	
  | 
	Ф.  | 
	Р., Теория  | 
	матриц,  | 
	«Наука»,  | 
	Москва,  | 
Г а н т м а х е р  | 
||||||||
10.  | 
	1967.  | 
	
  | 
	
  | 
	Р . , К р е й н М. Г., Осцилляционные матрицы  | 
||||
Г а н т м а х е р Ф .  | 
||||||||
  | 
	и малые колебания механических систем, Гостехиздат, Москва —  | 
|||||||
  | 
	Ленинград, 1950.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
||
11.Г е л ь ф а н д И. М., Лекции по линейной алгебре, «Наука», Моск ва, 1971.
12. Д а л е ц к и й Ю.  | 
	Л., К р е й н М. Г., Устойчивость решений  | 
дифференциальных  | 
	уравнений в банаховом пространстве, «Наука»,  | 
Москва, 1970.  | 
	
  | 
13.Д а л е ц к и й Ю. Л., К р е й н С. Г., О дифференциальных урав нениях в гильбертовом пространстве, Украинский математический журнал, т. 2, № 4, 1950.
14.  | 
	Д е Б р е й н  | 
	Н. Г., Асимптотические методы в анализе, ИЛ,  | 
16.  | 
	Москва, 1961.  | 
	
  | 
Д е м и д о в и ч Б. П., Лекции по математической теории устой  | 
||
  | 
	чивости, «Наука», Москва, 1967.  | 
|
16.Д у б о ш и н Г. Н., Устойчивость движения, Механика в СССР за 30 лет, «Общая механика», Гостехиздат, Москва — Ленинград, 1950.
38. П а р о д и М., Локализация характеристических чисел матриц и
ее приложения, ИЛ, Москва, 1960.
39.П о н т р я г и н Л. С., Обыкновенные дифференциальные уравне ния, «Наука», Москва, 1970.
40.П у г а ч е в В. С., Об асимптотических представлениях интегра лов систем обыкновенных линейных дифференциальных уравнений, содержащих параметр, Математический сборник, т. 15 (57), № 1, 1944.
41. Р а п о п о р т И. М., О некоторых асимптотических методах в теории дифференциальных уравнений, Изд. АН УССР, Киев, 1954.
42.Р а п о п о р т И. М., Об устойчивости регулируемых процессов, Доклады АН СССР, т. 158, № 2, 1964.
43.Р о й т е и б е р г Я. Н., Аавтоматическое управление, «Наука», Москва, 1971.
44. Р у м я н ц е в В. В., Метод функций Ляпунова в теории устой чивости движения, Механика в СССР за 50 лет, т. I, «Общая и при кладная механика», «Наука», Москва, 1968.
45.Современная теория систем управления, под ред. Леондеса, «Наука», Москва, 1970.
46. С о л о д о в А. В. П е т р о в Ф. С.,  | 
	Линейные автоматические  | 
системы с переменными параметрами,  | 
	«Наука», Москва, 1971.  | 
47.С т р е л к о в С . П., Введение в теорию колебаний, «Наука», Моск ва, 1964.
48.Т а м а р к и н Я. Дм О некоторых общих задачах теории обык новенных линейных дифференциальных уравнений и о разложении произвольных функций в ряды, Петроград, 1917.
49.Т е р р и т т и н X. Л., Асимптотическое разложение решений си стем обыкновенных линейных дифференциальных уравнений, со держащих параметр, Сб. перев. «Математика», 1 : 2, ИЛ, 1957.
50.Ф а д д е е в Д . К*. Ф а д д е е в а В. Н., Вычислительные методы линейной алгебры, Физматгиз, Москва, 1963.
51.Ф е л ь д б а у м А. А., Б у т к о в с к и й А. Г., Методы теории
52.  | 
	автоматического управления, «Наука», Москва, 1971.  | 
	Д.,  | 
||||||
Ф е щ е н к о С .  | 
	Ф., Ш к и л ь Н. И., Н и к о л е н к о Л.  | 
|||||||
  | 
	Асимптотические  | 
	методы  | 
	в  | 
	теории  | 
	линейных  | 
	дифференциальных  | 
||
53.  | 
	уравнений, «Наукова думка»,  | 
	Киев,  | 
	1966.  | 
	
  | 
	
  | 
|||
Ф р е з е р Р.,  | 
	Д у н к а н  | 
	В., К о л л а р А., Теория матриц и ее  | 
||||||
  | 
	приложения к  | 
	дифференциальным  | 
	уравнениям  | 
	и динамике,  | 
	ИЛ,  | 
|||
  | 
	Москва, 1950.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
54.X и л л е Э., Ф и л л и п с Р., Функциональный анализ и полу группы, ИЛ, Москва, 1962.
55.Ч е з а р и Л., Асимптотическое поведение и устойчивость решений
обыкновенных дифференциальных  | 
	уравнений, «Мир», Москва,  | 
1964.  | 
	Г. А., П о т а п е н к о А. А.,  | 
66. Ч е р н е ц к н й В. И., Д и д у к  | 
Математические методы и алгоритмы исследования автоматических систем, «Энергия», Ленинградское отделение, 1970.
57.Ч е т а е в Н. Г., Об одной мысли Пуанкаре, Сб. научных трудов Казанского авиационного института, № 3, 1935.
58. Ч е т а е в Н. Г., Устойчивость движения, «Наука», Москва, 1965.
59.Ч ж а н С ы - и н, Об устойчивости движения на конечном интер вале времени, Прикладная математика и механика, т. 23, вып. 2,
1959.
60.Ш т о к а л о И. 3., Критерий устойчивости и неустойчивости реше ний линейных дифференциальных уравнений с квазипериодическими коэффициентами, Математический сборник, т. 19 (61), № 2,
1946.
61.Ш т о к а л о И. 3., Линейные дифференциальные уравнения с пере менными коэффициентами, Изд. АН УССР, Киев, 1960.
62.Э р д е й и А., Асимптотические разложения, Физматгиз, Москва,
1962.
63.А б г а р я н К- А., Асимптотическое расщепление уравнений регулируемого процесса при медленном изменении параметров
регулируемого объекта и системы регулирования, Доклады АН СССР, т. 158, № 3, 1964.
64.А б г а р я н К. А., Приведение квадратной матрицы к квазиднагональному виду и разложение ее на составляющие, Известия АН Арм. ССР, Физико-математические науки, т. 18, № 2, 1965.
65.А б г а р я н К- А., Метод асимптотического расщепления системы линейных дифференциальных уравнений, Известия АН Арм. ССР, Математика, т. 1, № 2, 1966.
66.А б г а р я н К. А., Об асимптотическом интегрировании уравне
ний регулируемого процесса, Доклады АН СССР, т. 177, № 4, 1967.
67.А б г а р я н К. А., Об устойчивости движения на конечном про межутке времени, Прикладная математика и механика, т. 32, вып. 6, 1968.
68.А б г а р я н К. А., Канонические преобразования уравнений не
стационарной системы регулирования, Автоматика и телемеханика,
№ 2, 1969.
69.А б г а р я н К- А., Асимптотическое преобразование уравнений не стационарной линейной системы и критерии устойчивости, в сб. «Тео рия и проектирование систем автоматического управления летатель ными аппаратами» под ред. Б. Н. Петрова, «Машиностроение». 1970.
70.А б г а р я н К. А., Одно формальное преобразование системы ли- . нейных дифференциальных уравнений, Известия АН Арм. ССР, Математика, т. 5, № 4, 1970.
71.А б г а р я н К . А., К теории нестационарных систем автомати ческого управления, Доклады АН СССР, т. 194, № 2, 1970.
72.А б г а р я н К- А., Одно асимптотическое преобразование линей ной дифференциальной системы, Известия АН Арм. ССР, Матема тика, т. о, № 5, 1971.
73.А б г а р я н К. А., Об устойчивости движения на заданном про межутке времени, Известия АН Арм. ССР, Механика, т. 25, № 5, 1972.
74.  | 
	C a m p b e l l Н. G., Matrices with applications, New York, Apple-  | 
||
76.  | 
	ton — Century — Crofts, 1968.  | 
	London,  | 
|
C u l l e n  | 
	Ch. G., Matrices and linear transformations,  | 
||
76.  | 
	1966.  | 
	H,, Linear time-varying systems: analysis and  | 
	synthe  | 
D a n g e l o  | 
|||
sis, Allyn and Bacon, Boston, 1970.
77.  | 
	F r a n k l i n  | 
	J. N., Matrix  | 
	theory, Englewood  | 
	Cliffs (N. J.),  | 
||
78.  | 
	1968.  | 
	D. und S t a h l  | 
	H., Matrizen  | 
	und Determinanten  | 
	und  | 
|
G u n t h e r  | 
||||||
79.  | 
	ihre Anwendung in Technik und Okonomic, Leipzig, 1966.  | 
	New  | 
||||
M о о г e J. Th., Elements of linear algebra and matrix  | 
	theory,  | 
|||||
80.  | 
	York, 1968.  | 
	
  | 
	
  | 
	Akademic  | 
	Press,  | 
	New  | 
P e a s e M. C., Methods of matrix algebra,  | 
||||||
  | 
	York and London, 1965.  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
	
  | 
|
81.R e i d W. T., A matrix differential equation of Riccati type, Ame rican Journal of Mathematics, vol. LXVI1I, Number, 2, 1946.
82.W a z e w s к i T., Sur la limitation des integrates des systemes
d'dquations differentielles lineaires ordinaires, Studia Mathematics,
t. X, 1948.
83.W e i s s L. and I n f a n t e E. F., On the stability of sistems de fined over a finite time interval, Proc. Nat. Acad. Sci. (USA), vol. 54, 1965.
84. W i n t n e r  | 
	A., Bounded matrices and  | 
	linear differential equations,  | 
American  | 
	Journal of Methematics,  | 
	vol. LXXIX, Number 1,  | 
1957.  | 
	
  | 
	
  | 
