系统的平衡点
(2010-09-14 09:27:49)
平衡点是当所有的微分同时为0的点动力系统中所有状态变量对时间的导数全为零的状态叫做:定态。
定态在相空间中的代表点称为:平衡点。
定点、不动点、平衡点、平稳点、奇点、临界点都是对同一客体的不同名称。
他们定义了轨迹上速度为0的点,相对应的系统处在静止状态,因为所有变量都是恒定的并且不随时间变化,因此平衡点满足方程f(x)=0,x即为状态向量的平衡点的值f为线形则系统线形,则只有一个平衡点(系统矩阵为非奇异的)。非线形系统可能有多个。
平衡点有稳定与不稳定之分,所谓稳定是指系统在受到扰动时偏离平衡点,但仍可以自动返回此平衡点;反之,若系统在受到扰动后偏离此运动状态,则称为不稳定平衡点。
平衡点是动态系统行为的真实特性,我们可以从它们的特性中得出有关稳定性的结论。线形系统的稳定性是完全独立于输入的,也独立与有限的初始状态,当系统被小干扰后仍回到围绕平衡点的小区域内,就在该平衡点是局部稳定。非线形系统稳定性取决于输入的类型、幅值、和初始状态,这些因素在定义非线形系统的稳定性时必须加以考虑。
判断平衡点的稳定性,可以有李雅普诺夫第一法和第二法,第一法又叫间接法,是把非线性方程在平衡点领域内线性化,然后用线性方程来判断平衡点的稳定性;第二法又叫直接法,是用构造李雅普诺夫函数的方法,用能量法来判断平衡点的稳定性。
非线性方程一般都无法求出解析解,故研究系统的平衡点的稳定性就具有了重要意义,是研究分岔、混沌等复杂动力学行为的必不可少的手段。
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