СТІЙКІСТЬ СИСТЕМ ЗІ ЗМІННИМ ТА РОЗПОДІЛЕНИМ ЗАПІЗНЕННЯМ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/mathematical-modelling/2026-9-1-29

Ключові слова:

нелінійні диференціальні рівняння, змінне запізнення, розподілене запізнення, показник Ляпунова, експоненційна стійкість, оцінки стійкості систем

Анотація

Більшість сучасних досліджень стійкості динамічних систем присвячено дослідженню критеріїв стійкості за допомогою функцій та функціоналів Ляпунова. Оцінкам максимального показника Ляпунова, що характеризує його швидкість зменшення рішень, присвячено значно меншу кількість досліджень. Так, у роботах Д. Я. Хусаінова такі оцінки знайдено методом функцій Ляпунова. Інший підхід, заснований на оцінках еволюційного оператора системи, дозволяє отримувати критерії стійкості та верхню оцінку максимального показника Ляпунова, виражені безпосередньо через параметри системи, без використання функцій або функціоналів Ляпунова. Для систем без запізнення такі результати наведено у ранніх працях з цієї тематики 70х років. У роботах професора О. А. Зевіна такий підхід був застосований для систем, що містять запізнення. У більшості робіт розглядаються системи з постійним запізненням, проте, найчастіше, інформація про функцію запізнення відсутня, відома лише її верхня межа, крім того, система може містити розподілене запізнення. Стійкість систем зі змінним і розподіленим запізненням вивчена значно меншою мірою. У статті розглянуто такий клас систем, що містять змінне запізнення в лінійній частині, а також включають елементи з розподіленим запізненням. Цей фактор ускладнює аналіз поведінки та стійкості систем, що розглядаються. Основну увагу приділено дослідженню впливу параметрів запізнення. Зокрема, отримано двосторонні оцінки максимального показника Ляпунова, які подано через норму нелінійного члена системи та максимальні значення функцій запізнення. Це дозволяє встановити як верхні, так і нижні межі збіжності або розбіжності розв’язків. Для окремих класів систем встановлено точні значення зазначеного показника, що є важливим результатом для практичного аналізу стійкості. Для всіх зазначених систем ефективність запропонованого підходу перевірено на модельних прикладах, отримані результати суттєво розширюють відому інформацію.

Посилання

Хусаінов Д., Диблик Й., Ружичкова М. Лінійні динамічні системи з післядією. Представлення розв’язків, стійкість, управління, стабілізація. Київ. Нац. унів-т ім. Т. Шевченка. ГП Інформ.-аналіт. агенство. 2015. 252 с.

Зевін О. А., Пославський С. Ю. Двосторонні оцінки максимального показника Ляпунова нелінійних дифференційних рівнянь із запізненням. Тези доповідей Українського математичного конгресу. м. Київ, Інститут математики НАН України. 2009. http://www.imath.kiev.ua/~congress2009/Abstracts/Poslavsky.pdf

Зевін О. А., Пославський С. Ю. Критерії експоненційної стійкості нелінійних систем із довільним запізненням. Вісник ХНТУ. 2011. 3 (42). С. 215–221.

Richard J.-P. Time-delay systems: an overview of some recent advances and open problems. Automatica. 2003. 39 (10). P. 1667–1694. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(03)00167-5

Пославський С. Ю. Метод розрахунку стійкості нелінейних систем із запізненнями. Вісник Харківського національного університету. 2014. 1133(70). С. 48–55. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKhIMA_2014_1133_70_5

Пославський С. Ю. Двосторонні оцінки максимального показника Ляпунова та критерії стійкості нелінійних систем із запізненням. Збірник тез доповідей Х Кримська Міжнародна математична школа. Метод функцій Ляпунова та його застосунки. 2010. С. 119.

Пославський С. Ю. Умови стійкості систем з переключеннями. Технічна механіка. 2014. 3. С. 87–93.

Пославський С. Ю. Умови експоненційної стійкості деяких класів нелінійних систем зі змінними та розподіленими запізненнями. Вісник Дніпропетровського університету. Серія Механіка. 2014. 15 (2). С. 157–171.

Kolmanovskii V.B., Richard J.-P. Stability of some linear systems with delay. IEEE Transaction on Automatic Control 1999. 44 (5). P. 984–989. https://doi.org/10.1109/9.763213

Zevin O. A., Poslavskyi S. Yu. Two-sided bounds for the largest Lyapunov exponent and exponential stability criteria for nonlinear systems with arbitrary delays. Automation and Remote Control. 2012. 73(1). P. 36-47. https://doi.org/10.1134/S0005117912010055

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-07-01