孫水玲
(廣州工商學(xué)院,廣東 廣州510850)
許多實際問題建立的系統(tǒng)(如工業(yè)系統(tǒng)、城市交通網(wǎng)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等)往往變量很多,造成系統(tǒng)的維數(shù)很高,給系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究帶來很大的困難.為了解決這些問題,文獻[1]給出大系統(tǒng)的方法,即把復(fù)雜系統(tǒng)視為若干相互聯(lián)結(jié)的低階子系統(tǒng)相互作用的動態(tài)大系統(tǒng),然后通過子系統(tǒng)及其關(guān)聯(lián)性質(zhì),給出大系統(tǒng)的穩(wěn)定性的研究.關(guān)于這方面的研究結(jié)果已有很多.但對于一個已經(jīng)建立了數(shù)學(xué)模型的大型動力系統(tǒng),雖然考慮了各子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián),然而它們關(guān)聯(lián)的強度可能會有很大的不同,而且一組子系統(tǒng)可能暫時與其他子系統(tǒng)分離也會導(dǎo)致大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的變化,為此文獻[1]提出了一套關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性理論.由于有些大系統(tǒng)中部分關(guān)聯(lián)固定,而只有部分關(guān)聯(lián)可以變化,因此文獻[2]給出部分關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性概念,文獻[3-7]給出了離散大系統(tǒng)的部分關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性的一些研究結(jié)果.本文主要利用向量李雅普諾夫函數(shù)法及比較原理,討論非線性離散大系統(tǒng)和常系數(shù)線性離散大系統(tǒng)的部分聯(lián)結(jié)不穩(wěn)定性,給出了部分關(guān)聯(lián)不穩(wěn)定性的充分條件.
首先考慮具有r個子系統(tǒng)的n階非線性離散大系統(tǒng):
其中:
證明 取大系統(tǒng)(1)的向量李雅普諾夫函數(shù):
得到:
即有:
同樣有:
考慮具有r個子系統(tǒng)的n階線性定常離散大系統(tǒng).
其中,Ai為ni×ni階常數(shù)矩陣,Aij為ni×nj階常數(shù)矩陣,它表示系統(tǒng)j對系統(tǒng)i的作用(i,j=1,2,…,r,j≠i).Xi=(x1(i),x(
2i),…,xn(ii))T為ni維狀態(tài)分量,而且n1+n2+…+nr=n.X=(X1,X2,…,Xr)T為n維狀態(tài)向量.
系統(tǒng)(5)的孤立子系統(tǒng)為:
以下假設(shè)離散大系統(tǒng)(6)的每個子系統(tǒng),都存在ni×ni階負定對稱矩陣Bi和常數(shù)μi使負定函數(shù)
滿足:
所以,
本文中的關(guān)聯(lián)矩陣E隨著時間k變化時,定理仍然成立,而且關(guān)聯(lián)因子eij可以?。?,1]上的任何數(shù)值,即定理適用于關(guān)聯(lián)因子隨時間是變化的情況.