Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Область асимптотической устойчивости однородных дифференциальных уравнений с линейно возрастающим запаздыванием

Работа №131026

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

математика и информатика

Объем работы28
Год сдачи2017
Стоимость4600 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
16
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 7
Глава 1. Линейные системы 9
1.1 Линейные стационарные системы с постоянным запаздыванием 9
1.2 Линейные системы с линейно возрастающим запаздыванием 11
Глава 2. Однородные дифференциально-разностные уравнения 14
2.1 Достаточные критерии асимптотической устойчивости и неустойчивости 14
2.2 Область асимптотической устойчивости 16
Глава 3. Численное моделирование 22
Выводы 25
Заключение 26
Список литературы 27

Современное математическое моделирование процессов и систем часто осно­вано на теории дифференциальных уравнений. Широко известным примером физической модели с использованием этого математического аппарата явля­ется второй закон Ньютона.
Однако далеко не все процессы происходят мгновенно, поэтому на ско­рость порой влияет не текущее, а некоторое прошлое состояние системы. Здесь появляются дифференциальные уравнения с запаздыванием, которые учитывают, например, задержку реакции водителя при моделировании дина­мики транспортных потоков, время на принятие решений и траспортировку в цепях поставок, взросление особей при анализе динамики популяций.
Наиболее изученным классом такой абстракции являются линейные си­стемы с постоянным запаздыванием. Для них известны способы построения решения и некоторые критерии устойчивости.
При исследовании сложных систем часто рассматривают не её саму, а некоторое линейное приближение. Однако возможна ситуация, когда первое в широком смысле приближение не содержит линейных членов, в этом случае и появляются однородные уравнения порядка выше 1.
Запаздывания также могут быть различными. Выше упоминались по­стоянные запаздывания, это наиболее частый и простой их вид, а потому наиболее изученный. Тем не менее в некоторых случаях запаздывание возрас­тает с течением времени, например, в [11] построена математическая модель смесительного бака в виде системы линейных уравнений с запаздыванием, пропорциональным времени. Кроме того в [12] для описания движения по кольцевой дороге также используют линейно возрастающее запаздывание.
В данной работе исследуется устойчивость одного класса однородных дифференциальных уравнений с линейно возрастающим запаздыванием, ко­торый появляется, например, при математическом моделировании работы ин­формационного сервера в [10].
Работа состоит из трёх глав. В первой главе рассмотрены функционалы полного типа для линейных систем с постоянным и линейно возрастающим запаздываниями. Эти функционалы используются при исследовании устой­чивости. Во второй главе рассматриваются однородные уравнения с запазды­ванием, пропорциональным времени, и представлен основной результат этой работы. В третьей главе предложен метод численного интегрирования од­нородного уравнения с линейным запаздыванием. В заключении подводятся итоги исследования, формируются выводы по рассматриваемой теме.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В работе доказана устойчивость в целом для нулевого решения однородного уравнения с линейным запаздыванием при некоторых ограничениях на коэф­фициенты этого уравнения.
Также предложен метод для численного построения решения данной задачи при других условиях.


[1] Беллман Р., Кук К. Дифференциально-разностные уравнения. М.: Мир, 1967. 548 с.
[2] Эльсгольц Л. Э., Норкин С. Б. Введение в теорию дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом. М.: Наука, 1971. 296 с.
[3] Зубов В. И. Устойчивость движения. М.: Высшая школа, 1984. 232 с.
[4] Разумихин Б. С. Применение метода Ляпунова к задачам устойчивости си­стем с запаздыванием // АиТ, 1960. Т. 21. Вып. 6. С. 740-748.
[5] Красовский Н. Н. Некоторые задачи теории устойчивости движения. М.: ГИЗ ФИЗМАТЛИТ, 1959. 211 с.
[6] Kharitonov V. L., ZhabkoA. P. Lyapunov-Krasovskii approach to the robust stability analysis of time-delay systems // Automatica, 2003. Vol. 39. P. 15-20.
[7] Харитонов В. Л. Функционалы Ляпунова с заданной производной. I. Функ­ционалы полного типа // Вестник СпбГу, 2005. Сер. 10. Вып. 1. С. 110-117
[8] Харитонов В. Л. Функционалы Ляпунова с заданной производной. II. Мат­рицы Ляпунова // Вестник СпбГу, 2005. Сер. 10. Вып. 2. С. 199-207
[9] Меденников И. П. Прямой метод анализа устойчивости систем с линейно возрастающим запаздыванием // Вестник СпбГУ, 2014. Сер. 10. Вып. 3. C. 125-140
[10] ЖабкоА. П., Чижова О. Н. Анализ устойчивости однородного дифференциально-разностного уравнения с линейным запаздывани­ем // Вестник СпбГУ, 2015. Сер. 10. Вып. 3. C. 105-115
[11] ЖабкоА. П., Чижова О. Н. Гибридный метод анализа устойчивости ли­нейных дифференциально-разностных систем с линейно возрастающим запаздыванием // Вестник ТГУ, 2015. Т. 20. Вып. 4. C. 843-850
[12] Zhabko A., Chizhova O., ZaranikU. Stability analysis of the linear time delay systems with linearly increasing delay // Cybernetics and Physics, 2016. Vol. 5, №2, P. 67-72
[13] Гребенщиков Б. Г., Новиков С. И. О неустойчивости системы с линейным запаздыванием, приводимой к сингулярно возмущенной системе // Изве­стия вузов. Математика, 2010. Вып. 2, С. 3-13.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ