切换系统和正系统作为两个重要的研究方向,近年来在系统控制领域受到了广泛关注。
切换系统是指系统能够在有限个子系统之间进行切换,而正系统则是指系统的状态变量始终保持非负。
切换正系统兼具了两种系统的特点,在实际工程中有着广泛应用,例如生物系统、通信网络、交通系统等等。
因此,对切换正系统稳定性的研究具有重要的理论意义和实际价值。
本文首先介绍了切换系统和正系统的基本概念,以及切换正系统稳定性研究的背景和意义;接着,对国内外关于切换正系统稳定性的研究现状进行了综述,重点介绍了基于共同Lyapunov函数和多Lyapunov函数的稳定性分析方法;然后,探讨了切换正系统稳定性在实际系统中的一些应用案例;最后,总结了切换正系统稳定性研究的未来发展方向。
关键词:切换系统;正系统;稳定性;Lyapunov函数;切换律
1.1切换系统
切换系统是由一组子系统和一个切换规则组成的混合系统,切换规则决定了系统在不同子系统之间进行切换的顺序和时间。
切换系统的数学模型通常表示为如下形式:
$$dot{x}(t)=f_{sigma(t)}(x(t),u(t))$$
其中,$x(t)inR^n$表示系统的状态向量,$u(t)inR^m$表示系统的输入向量,$sigma(t):[0, infty)
ightarrowmathcal{N}={1,2,...,N}$表示切换信号,它是一个分段常值的函数,用来描述系统在不同子系统之间进行切换,$mathcal{N}$表示子系统的索引集,$f_i(x(t),u(t)),iinmathcal{N}$表示第$i$个子系统的状态方程。
1.2正系统
正系统是指对于任意的非负初始状态和非负输入,系统的状态变量始终保持非负的系统。
正系统在实际工程中有着广泛应用,例如生物系统、通信网络、化学反应系统等等。
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