Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Избранные главы теории автоматического управления
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x(t) = f x(t) t f (0 t) = 0: |
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¥¤¥«¥¨ï [12, 66, 76, 94]. |
¯à¥¤¥«¥¨¥ 1. ®«®¦¥¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ãá⮩稢® (¯® ï- |
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®§ ç ¥â ¥¯à¥àë¢ãî § ¢¨á¨¬®áâì à¥è¥¨© ®â ç «ìëå ãá«®¢¨©, à ¢®¬¥àãî ¯® t [12, 79].
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£®¢®àïâ, çâ® íâ® "ãá⮩稢®áâì ¢ ¬ «®¬". ¡« áâì |
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262 |
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¬ ¥ ç ¨ ¥ 4 . ®«®¦¥¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ãá⮩稢ëå «¨¥©ëå á¨á⥬ ãá⮩稢® ¯® ï¯ã®¢ã. ®«®¦¥¨¥ à ¢- ®¢¥á¨ï ¨ ¯à¥¤¥«ìë© æ¨ª« ¢â®ª®«¥¡ ⥫ìëå ¥«¨¥©ëå á¨á⥬, ¢®®¡é¥ £®¢®àï, ¥ãáâ®©ç¨¢ë ¯® ï¯ã®¢ã.
¨á. 11.6. ᨬ¯â®â¨ç¥áª ï ãá⮩稢®áâì ¯® ï¯ã®¢ã.
¯à¥¤¥«¥¨¥ 2. ®«®¦¥¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢®, ¥á«¨: 1) ®® ãá⮩稢® ¯® ï¯ã®¢ã\ 2) áãé¥-
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®«®¦¥¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ¥ãá⮩稢® (¯® |
ï¯ã®¢ã), ¥á«¨ ¤«ï ¢á¥å > 0 ©¤¥âáï x0 2 S ) â ª®¥, ç⮠ᮮ⢥âáâ¢ãî饥 à¥è¥¨¥ § ª®¥ç®¥ ¢à¥¬ï ¤®á⨣¥â £à -
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2 |
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¬ë £«®¡ «ì® ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢ë. ª¦¥ ®â¬¥â¨¬, çâ®, å®âï ã «¨¥©®© á¨á⥬ë, ä §®¢ë© ¯®àâà¥â ª®â®à®© ¨¬¥- ¥â ¢¨¤ 㧫 , ¨¬¥îâáï ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ áâ६ï騥áï ª á®áâ®- ï¨î à ¢®¢¥á¨ï âà ¥ªâ®à¨¨, â ª ï á¨á⥬ ¥ãá⮩稢 ¯®ï¯ã®¢ã.
¨á. 11.7. ¥ãá⮩稢®áâì ¯® ï¯ã®¢ã.
11.4.2. á⮩稢®áâì ¬®¦¥á⢠¨ ç áâ¨ç ï ãá⮩稢®áâì
«ï à áè¨à¥¨ï ª« áá à áᬠâਢ ¥¬ëå § ¤ ç ¨á¯®«ì§ã- îâáï ¨ ¤à㣨¥ ®¯à¥¤¥«¥¨ï ãá⮩稢®áâ¨. ®£¨¥ ¨§ ¨å á¢ï§ ë á ¯¥à¥å®¤®¬ ®â ãá⮩稢®á⨠â®çª¨ ¨«¨ ª®ªà¥â®© âà ¥ªâ®à¨¨ ª ãá⮩稢®á⨠¬®¦¥áâ¢.
¯à¨¬¥à, ¤«ï ¨áá«¥¤®¢ ¨ï ¢â®ª®«¥¡ ⥫ìëå á¨á⥬ ¨ ¤¢¨¦ãé¨åáï ¯® § ¬ªãâë¬ âà ¥ªâ®à¨ï¬ ®¡ê¥ªâ®¢, ¢¢®¤¨âáï
¯®ï⨥ ®à¡¨â «ì®© |
ãá⮩稢®áâ¨. «ï ¥£® ¨á¯®«ì§ã¥âáï |
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¬ã ¬®¦¥áâ¢ã â®ç¥ª. ®í⮬ã à ááâ®ï¨ï ¬¥¦¤ã â®çª ¬¨ ¢®§¬ã饮£® ¨ ¥¢®§¬ã饮£® ¤¢¨¦¥¨© ¢ ª ¦¤ë© ¤ ë©
264
¬®¬¥â ¢à¥¬¥¨ ¬®£ãâ ®ª § âìáï ¡®«ì訬¨, ® âà ¥ªâ®à¨¨ ®áâ îâáï ¡«¨§ª¨¬¨ (à¨á. 11.8).
¨á. 11.8. ࡨ⠫ì ï ᨬ¯â®â¨ç¥áª ï ãá⮩稢®áâì.
㤥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ® à¥è¥¨ï ãà ¢¥¨ï (11.14) ®¯à¥-
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î饩 â®çª¨, ç¨ î饥áï ¢ ¯®«®¦¥¨¨ à ¢®¢¥á¨ï, ¨«¨ § ¬ªã⮩ âà ¥ªâ®à¨¨, ¡ã¤¥â ®áâ ¢ âìáï â ¬ ¤«ï ¢á¥å ¬®¬¥- ⮢ ¢à¥¬¥¨. ®®â¢¥âáâ¢ãî騥 ¬®¦¥á⢠â®ç¥ª ®¡à §ãîâ
¨¢ ਠâë¥ ¬®¦¥á⢠¢ ¯à®áâà á⢥ á®áâ®ï¨© [34, 94].
¯à¥¤¥«¥¨¥ 6. ¢ ਠâë¬ ¬®¦¥á⢮¬ M §ë¢ - ¥âáï ¬®¦¥á⢮ fxg â®ç¥ª â ª¨å, çâ® ¨§ x(t0) 2 M ¤«ï ¥ª®â®- ண® t0 á«¥¤ã¥â, çâ® x(t) 2 M ¤«ï ¢á¥å ;1 < t < +1:
᫨ íâ® ¬®¦¥á⢮ ¢ª«îç ¥â ¢á¥ ¢®§¬®¦ë¥ § 票ï
x(t0) ¤«ï ª®â®àëå ¢ë¯®«¥® 㪠§ ®¥ ãá«®¢¨¥, â® ®® - |
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2 |
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稢®á⨠¨ ãá⮩稢®á⨠¯®«®¦¥¨ï à ¢®¢¥á¨ï [28, 86]. |
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稢®á⨠¨¢ ਠ⮣® ¬®¦¥á⢠. |
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265 |
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ï¥âáï ãá⮩稢®áâì ¯® ®â®è¥¨î ª äãªæ¨¨. |
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(11.16) |
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â२¥¬ ãà ¢¥¨© ¢®§¬ã饮£® ¤¢¨¦¥¨ï).
¯à¥¤¥«¥¨¥ 8. ¥è¥¨¥ x = x á¨á⥬ë (11.15) §ë¢ - ¥âáï ãáâ®©ç¨¢ë¬ ¯® ®â®è¥¨î ª äãªæ¨¨ h(x), ¥á«¨ ¤«ï «î- ¡®£® " > 0 ©¤¥âáï (") > 0, â ª®¥, çâ® ¤«ï ¢á¥å ç «ìëå
§ 票© x0, 㤮¢«¥â¢®àïîé¨å ãá«®¢¨î jx0 ; x j |
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¨¥ x(t) á ç «ìë¬ ãá«®¢¨¥¬ x(0) = x0 ®¯à¥¤¥«¥® ¯à¨ ¢á¥å |
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t 0 ¨ ¢ë¯®«ï¥âáï ¥à ¢¥á⢮ |
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(11.17) |
᫨ à¥è¥¨¥ x = x ãá⮩稢® ¯® ®â®è¥¨î ª h(x) ¨, ªà®¬¥ ⮣®, ¢ë¯®«ï¥âáï ãá«®¢¨¥ ââà ªâ¨¢®áâ¨
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(11.18) |
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®â®è¥¨î ª äãªæ¨¨ h(x).
᫨ à¥è¥¨¥ x = x ãá⮩稢® ¯® ®â®è¥¨î ª äãªæ¨¨ h(x), ¢á¥ à¥è¥¨ï á¨á⥬ë (11.15) ®¯à¥¤¥«¥ë ¯à¨ ¢á¥å t 0 ¨ ãá«®¢¨¥ ââà ªâ¨¢®á⨠(11.18) ¢ë¯®«ï¥âáï ¤«ï «î¡ëå - ç «ìëå ãá«®¢¨© x0, â® à¥è¥¨¥ x = x (¨ á¨á⥬ (11.15))
§ë¢ ¥âáï £«®¡ «ì® ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢®© ¯® ®â®-
è¥¨î ª äãªæ¨¨ h(x).
祢¨¤®, ¯à¨ nu = n ¨ h(x) = x ®¯à¥¤¥«¥¨¥ 8 ᮢ¯ ¤ ¥â á® áâ ¤ àâ묨 ®¯à¥¤¥«¥¨ï¬¨ ãá⮩稢®á⨠¯® ï¯ã®¢ã ¨ ᨬ¯â®â¨ç¥áª®© ãá⮩稢®áâ¨. ¬ . . ï¯ã®¢ § - ¨¬ «áï ¨áá«¥¤®¢ ¨ï¬¨ ¨¬¥® í⮣® ç á⮣® á«ãç ï. 1957 £. . . ã¬ï楢 áä®à¬ã«¨à®¢ « ªà¨â¥à¨¨ ãá⮩ç¨- ¢®á⨠¯® ®â®è¥¨î ª ç á⨠¯¥à¥¬¥ëå, ᮮ⢥âáâ¢ãî饩 á«ãç î x = colfy zg h(x) = y. ®¤à®¡¥¥ ® ᢮©áâ¢ å ¨ ãá«®-
¢¨ïå ç áâ¨ç®© ãá⮩稢®á⨠á¬. ¢ [28, 29, 64, 86]. ⬥⨬, 266
çâ® ãá⮩稢®áâì ¯® ®â®è¥¨î ª äãªæ¨¨ h(x) ¥ ᢮¤¨âáï ª ãá⮩稢®á⨠¬®¦¥á⢠fx:h(x) = h(x )g, ª ª ¯®ª §ë¢ ¥â á«¥¤ãî騩 ¯à¨¬¥à.
ਬ¥à. áᬮâਬ á¨á⥬ã 2-£® ¯®à浪
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= x1 |
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(11.19) |
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¨¬¥¥â |
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à¥è¥¨¥ |
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x1(t) = et x2(t) = a(1 + e;2t) |
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(11.20) |
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1 + x21
¨ ¢ëç¨á«¨¬ ᪮à®áâì ¥¥ ¨§¬¥¥¨ï ¢¤®«ì à¥è¥¨© á¨á⥬ë:
_ |
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4x22 |
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h(x1 |
x2) = ;1 + x12 |
+ |
(1 + x12)2 |
= ;4h(x1 x2) 1 |
; 4(1 + x12) : |
«¥¤®¢ ⥫ì®, ;4h h_ ;3h 0 ¨, § ç¨â, h(x1 (t)x2(t)) ! 0 ¨ h_ (x1(t) x2(t)) ! 0 ¯à¨ t ! 1. ¤ ª®, ¨ª ª®¥ à¥è¥¨¥ (11.19) á ç «ìë¬ ãá«®¢¨¥¬ x2(0) = a 6= 0 ¥ áâ६¨âáï ª ¬®¦¥áâ¢ã S = f(x1 x2): h(x1 x2) = 0g = f(x1 x2): x2 = 0g. â® «¥£ª® ¢¨¤® ¨§ (11.20). 2
ਠ¨áá«¥¤®¢ ¨¨ á¨á⥬, ¯®¤¢¥à¦¥ëå ®£à ¨ç¥ë¬ ¢®§¬ã饨ï¬, ®ª §ë¢ îâáï ¯®«¥§ë¬¨ á«¥¤ãî騥 ¤¢ ®¯à¥- ¤¥«¥¨ï [34, 64].
¯à¥¤¥«¥¨¥ 9. ¨á⥬ §ë¢ ¥âáï ãá⮩稢®© ¯® - £à ¦ã, ¥á«¨ ª ¦¤®¥ ¥¥ à¥è¥¨¥ ¥®£à ¨ç¥® ¯à®¤®«¦ ¥¬®
¢¯à ¢®, â.¥. ¨¬¥¥â á¬ëá« ¯à¨ 0 |
t 1 ¨ ¢á¥ ä §®¢ë¥ âà ¥ª- |
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â®à¨¨ ®£à ¨ç¥ë [0 1) (à¨á. 11.9). |
2 |
¯à¥¤¥«¥¨¥ 10. ¨á⥬ §ë¢ ¥âáï ¯à¥¤¥«ì® ®£à ¨ç¥- ®© (¤¨áᨯ ⨢®© ¯® ¥¢¨á®ã), ¥á«¨ áãé¥áâ¢ãîâ ®¡« áâ¨
S , S â ª¨¥, çâ® S S ¨ ¤«ï ¢á¥å x0 2 S áãé¥áâ¢ã¥â ¬®- |
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(¢®§¬®¦®, § ¢¨áï騩 ®â x0), çâ® ¯à¨ |
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S { ¯à¥¤¥«ìë¬ ¬®¦¥á⢮¬. |
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267 |
¨á. 11.9. á⮩稢®áâì ¯® £à ¦ã.
¨á. 11.10. ¨áᨯ ⨢®áâì ¢ 楫®¬.
᫨ S { ¢á¥ ¯à®áâà á⢮, â® á¨á⥬ §ë¢ ¥âáï
¤¥«ì® ®£à ¨ç¥®© ¢ 楫®¬ (à¨á. 11.10).
л¥ ®¯а¥¤¥«¥¨п п¢«повбп ¨¡®«¥¥ а б¯а®бва ¥- л¬¨, е®вп ¯а¥¤бв ¢«пов б®¡®© ¬ «го з бвм ®¯а¥¤¥«¥¨© гбв®©з¨¢®бв¨, ¨б¯®«м§г¥¬ле ¢ в¥®а¨¨ б¨бв¥¬.
11.4.3. ãªæ¨¨ ï¯ã®¢
¥à¥©¤¥¬ ⥯¥àì ¥¯®á।á⢥® ª ¨§«®¦¥¨î ®á®¢ëå ¨¤¥© ¨ ¥ª®â®àëå १ã«ìâ ⮢ ¬¥â®¤ äãªæ¨© ï¯ã®¢ .
祬 à áᬮâ२¥ á® á«¥¤ãî饣® ¯à¨¬¥à .
áᬮâਬ á¨á⥬㠯¥à¢®£® ¯®à浪 , n = 1 ãà ¢¥¨¥ 268
ª®â®à®© ¨¬¥¥â ¢¨¤
x(t) = f (x) f (0) = 0: |
(11.21) |
ãáâì äãªæ¨ï f(x) 㤮¢«¥â¢®àï¥â ¤®¯®«¨â¥«ì®¬ã ãá«®- ¢¨î xf (x) < 0 ¯à¨ x 6= 0 â.¥. ¥¥ £à 䨪 «¥¦¨â 楫¨ª®¬ ¢® ¢â®à®¬ ¨ ç¥â¢¥à⮬ ª¢ ¤à â å, ¯à¨ç¥¬ f (x) = 0 ⮫쪮 ¢
â®çª¥ x = 0: à㣮© ¨ä®à¬ 樨 ® ¢¨¤¥ í⮩ äãªæ¨¨ ¥â.ॡã¥âáï ¨áá«¥¤®¢ âì ãá⮩稢®áâì á®áâ®ï¨ï à ¢®¢¥á¨ï á¨á⥬ë (11.21).
12x2: ¬¥â¨¬, çâ® V (0) = 0 ¨ V (x) > 0 ¯à¨ x =6 0: 票ï x = x(t) ¬¥повбп ¢ б®®в¢¥вбв¢¨¨ б га ¢¥¨¥¬ (11.21). «¥¤®¢ в¥«м®, ¢ б¨«г
нв®£® га ¢¥¨п ¡г¤гв в ª¦¥ ¨§¬¥пвмбп ¨ § з¥¨п дгªж¨¨ |
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V (x) = V x(t) |
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269
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¯à¨¬¥¥¨ï ¤«ï «¨§ ãá⮩稢®á⨠á¨á⥬. |
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11.4.4. |
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¤ãî騬 âॡ®¢ ¨ï¬: 1) V (x) ¥¯à¥àë¢ ¨ ¥¯à¥à뢮-¤¨ä- ä¥à¥æ¨à㥬 ¯® x ¢ ¥ª®â®à®© ®¡« á⨠X, ᮤ¥à¦ 饩 ç «® ª®®à¤¨ â\ 2) V (x) ®¡à é ¥âáï ¢ ®«ì ¢ ç «¥ ª®®à- ¤¨ â: V (0) = 0\ 3) V (x) ¯®«®¦¨â¥«ì® ®¯à¥¤¥«¥ , â.¥. ¯®- «®¦¨â¥«ì ¢áî¤ã, ªà®¬¥ ç « ª®®à¤¨ â: V (x) > 0 ¯à¨
x = 0: |
2 |
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;W (x) ¯®«®¦¨â¥«ì® ®¯à¥¤¥«¥ .
᫨ ¥®âà¨æ ⥫ì ï äãªæ¨ï ¬®¦¥â ®¡à é âìáï ¢ ®«ì ¥ ⮫쪮 ¯à¨ x = 0 â® ® §ë¢ ¥âáï ¥®âà¨æ â¥«ì® ®¯à¥-
¤¥«¥®© (§ ª®¯®«®¦¨â¥«ì®©).
«ï ä®à¬ã«¨à®¢ª¨ ¤ «ì¥©è¨å १ã«ìâ ⮢ ¯® ¤®¡¨âáï ¯à®¨§¢®¤ ï ¯® ¢à¥¬¥¨ äãªæ¨¨ ï¯ã®¢ ¢ ᨫã á¨c⥬ë (10.12) (ãà ¢¥¨ï ª®â®à®© ¯à¨ n = 1 ᮢ¯ ¤ îâ á (11.14)).
ᯮ«ì§ãï ¯à ¢¨«® ¤¨ää¥à¥æ¨à®¢ ¨ï á«®¦®© äãªæ¨¨ ¨ ®¯¥à æ¨î ¢ëç¨á«¥¨ï ¯à®¨§¢®¤®© ᪠«ïன äãªæ¨¨ ¯®
270
¢¥ªâ®à®¬ã à£ã¬¥âã ¯®«ã稬 14
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(x)=rxV (x)f (x)= |
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@V |
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@V |
@x1 f1 |
(x)+ |
@x2 f2 |
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᫨ ¯à¨ x 2 áãé¥áâ¢ã¥â ¯®«®¦¨â¥«ì®-®¯à¥¤¥«¥ ï äãªæ¨ï V (x) â ª ï, çâ® ¥¥ ¯à®¨§¢®¤ ï ¢ ᨫã á¨á⥬ë (10.12) § ª®®âà¨æ ⥫ì , â® á®áâ®ï¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ãá⮩ç¨- ¢® ¯® ï¯ã®¢ã.
¥®à¥¬ 2. ¡ ᨬ¯â®â¨ç¥áª®© ãá⮩稢®á⨠( . . ï- ¯ã®¢).
᫨ ¯à¨ x 2 áãé¥áâ¢ã¥â ¯®«®¦¨â¥«ì®-®¯à¥¤¥«¥ ï äãªæ¨ï V (x) â ª ï, çâ® ¥¥ ¯à®¨§¢®¤ ï ¢ ᨫã á¨á⥬ë (10.12) ®âà¨æ â¥«ì® ®¯à¥¤¥«¥ , â® á®áâ®ï¨¥ à ¢®¢¥á¨ï ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢® ¯® ï¯ã®¢ã.
¥®à¥¬ 3. ¡ ᨬ¯â®â¨ç¥áª®© ãá⮩稢®á⨠¢ ®¡« á⨠S ( ᨬ¯â®â¨ç¥áª®© ãá⮩稢®á⨠"¢ ¡®«ì讬") [93, 94].
᫨ ¯à¨ ¢ë¯®«¥¨¨ ãá«®¢¨© ⥮६ë 2 ¤«ï ¥ª®â®à®£®
C > 0 ¥à ¢¥á⢮ V (x) C ¢ë¯®«¥® ¢ § ¬ªã⮩ ®ªà¥áâ- ®áâ¨ ç « ª®®à¤¨ â S f0g 2 S â® á®áâ®ï¨¥ à ¢®¢¥- á¨ï f0g ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢® á ®¡« áâìî ¯à¨â殮¨ï S (á¬. ®¯à¥¤¥«¥¨¥ 2, á. 263).
¥®à¥¬ 4. ¡ ᨬ¯â®â¨ç¥áª®© ãá⮩稢®á⨠¢ 楫®¬
(⥮६ à¡ è¨ { à ᮢ᪮£®).
᫨ ¢ ãá«®¢¨ïå ¥®à¥¬ë 2 ¬®¦¥á⢮ ᮢ¯ ¤ ¥â á® ¢á¥¬ ¯à®áâà á⢮¬, â.¥. = X, V (x) ! 1 ¯à¨ kxk ! 1 â® á¨á- ⥬ ᨬ¯â®â¨ç¥áª¨ ãá⮩稢 ¢ 楫®¬.
ãªæ¨ï ï¯ã®¢ , 㤮¢«¥â¢®àïîé ï ¯à¨¢¥¤¥®¬ã ¢ ¤ - ®© ⥮६¥ ãá«®¢¨î à®áâ , ¨®£¤ §ë¢ ¥âáï à ¤¨ «ì® ¥-
®£à ¨ç¥®© [64, 93]. à® äãªæ¨î V (x t) § ¢¨бпйго п¢-
14 ®«¥§® ¨¬¥âì ¢ ¢¨¤ã á«¥¤ãî騥 ¯à ¢¨« ¤¨ää¥à¥æ¨à®¢ ¨ï [23]: ¯à®¨§¢®¤ ï ᪠«ïன äãªæ¨¨ V (x) ¯® ¢¥ªâ®àã x 2 Rn ï¥âáï 1 n-
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