一、 正定函数
1.1 定义:
令V(x)是向量x的标量函数,S是x空间包含原点的封闭有限区域。如果对于S中的所有x,都有:
则V(x)是正定的(半正定)。正定函数更直观的描述如下图所示:
如果条件(3)中不等式的符号反向,则称V(x)是负定的(负半定的)。
如果在S域内,不论S多么小,V(x)既可为正值也可为负值时,则称 V(x)是不定的。
1.2 举例:
二、 二次型
2.1 定义:
建立在李雅普诺夫第二方法上的稳定性分析中,有一类标量函数起着重要的作用,即为二次型函数:
P为权矩阵,一般,有
则,有
即
其中P为对称矩阵,即Pij=Pji
2.2 二次型正定判定
塞尔维斯特(Sylvester)定理:
V(x)=xTP**x中的P是对称阵时,V(x)为正定的充要条件是P的所有顺序主子式行列式都是正的,即
如果P的所有主子行列式为非负的(有的为零),那么V(x)即为半正定的。如果-V(x)是正定的(半正定的),则V(x)将是负定的(半负定的)。
2.2.1 举例:
Example1:
所以V(x)正定。
Example2:
A=[1 -3.5 4.5;2 -4.5 4.5;-1 1.5 -2.5];
B=[-0.5;-0.5;-0.5]';C=[1 0 1]; %系统状态方程
Q=eye(3,3); %Q=I
P=lyap(A,Q); %求解矩阵P
%显示矩阵P的各阶主子式的值并判断是否稳定
flag=0;
disp('矩阵P的各阶主子式的值分别为:');
for i=1:length(A) %判断是否稳定
det(P(1:i,1:i))
if real(P(i)) > 0
flag = 1;
end
end
if flag == 1
disp('系统稳定');
else
disp('系统不稳定');
end
得到:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-591905.html
矩阵P的各阶主子式的值分别为:
ans =
1.4825
ans =
0.6725
ans =
0.1169
系统稳定
求解出来的矩阵P各阶主子式均大于0,所以系统稳定(见”Lyapunov稳定性分析2(连续时间系统)“有更详细分析)文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-591905.html
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