基于Razumikhin-Type理论的中立性随机切换非线性系统的P阶矩稳定性与几乎必然稳定性
Razumikhin-Type Theorems on P-th Moment and Almost Sure Stability of Neutral Stochastic Switched Nonlinear Systems
Received: 2017-03-14
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研究了中立型随机切换非线性系统的P阶矩稳定性与几乎必然稳定性.采用Lyapunov-Razumikhin方法和随机分析技术,建立了中立型随机切换非线性系统稳定性的判别准则,给出了中立型随机切换非线性系统稳定的充分条件.最后通过仿真算例表明了所得结果的有效性.
关键词:
In this paper, P-th moment and almost sure stability for a class of neutral stochastic switched nonlinear systems have been investigated. By utilizing Lyapunov-Razumikhin approach, we employ the stochastic analysis techniques to establish novel stability criteria for neutral stochastic switched nonlinear systems. Some sufficient conditions have been derived to check the stability of the neutral stochastic switched nonlinear systems. One numerical example is provided to demonstrate the effectiveness of the results.
Keywords:
本文引用格式
谷海波, 高彩霞.
Gu Haibo, Gao Caixia.
1 引言
众所周知,稳定性是系统理论研究的主要问题之一.在时滞系统稳定性的研究中, Lyapunov-Razumikhin方法是最有效的研究方法之一. Razumikhin在文献[7-8]中研究确定性时滞系统的稳定性时最早提出了这种方法.随后,毛等将这种方法推广到了随机泛函微分系统[9],在研究随机时滞微分系统的
在上述文献中,研究者主要研究了随机时滞非线性系统和中立型随机非线性系统的
本文的主要内容安排如下:第2节给出问题的描述及本文所用到的预备知识;第3节利用Lyapunov-Razumikhin型方法给出并证明中立型随机切换非线性系统
2 预备知识
首先给出本文用到的一些记号.
考虑一族中立型随机切换非线性系统
其中
对于解的存在唯一性我们作如下假设
假设2.1[18] 函数
对
且函数
定义2.1[18]
(1) 该函数单调递减且连续可微;
(2)
(3)
(4) 对于所有的
定义2.2 对于
当
定义2.3 中立型随机切换非线性系统(2.1)称为几乎必然
当
在给出本文引理之前,先介绍本文所用的
对于系统(2.1),任给函数
为便于本文定理的推导,记
引理2.1[14] 对于任意常数
则对于任意初始值
证 由
由基本不等式,条件(2.4)和函数
由
由
证毕.
引理2.2[9] (Burkholder-Davis-Cundy不等式) 当
其中
引理2.3[9] (Borel-Cantelli引理)
(1) 若
即存在集合
(2) 若序列
即存在集合
3 主要结果及证明
本节采用Razumikhin技术和Lyapunov函数建立中立型随机切换非线性系统的
定理3.1 对于中立型随机切换非线性系统(2.1),若假设2.1成立,当
且存在正常数
对
其中
其中
则对任意初始值
证 给定任意初始值
给定任意时刻
对
即等价于证
由引理2.1可知,只需证
即等价于证
由(3.2)式可知
即等价于证对
下证对
由
首先证
采用反证法.假设(3.10)式不成立,由
其中
故,对
由(3.3)式得
对
由(3.3)式可知
这与假设矛盾.因此,对
令
下证
令
采用反证法.假设(3.14)式不成立,由(3.5)和(3.15)式,可得
即
由
其中
故,对
由(3.3)式,可得
对
由(3.3)式,可知
这与假设矛盾.故对
由数学归纳法,对
定理3.2 对于中立型随机切换非线性系统(2.1),假设定理3.1的所有条件均成立,即存在常数
且存在常数
对
则对任意初始值
证 对任意初始值
其中
由于
选取充分小的
由
其中
由Holder不等式, (3.20)式, (3.21)式和
类似地,由Holder不等式,引理2.2和(3.21)式,得
其中
把(3.31)式代入(3.26)式得
令
其中
由(3.22)式和引理2.3,可知,当
即
注3.2 定理3.2给出并证明了中立型随机切换非线性系统(2.1)的几乎必然
4 仿真算例
本节通过一个具体的算例验证上一节主要定理的有效性.
考虑一族中立型随机切换非线性系统
其中
选取
当
对于第一个子系统,选取
若
对于第二个子系统,选取
若
图 1
图 2
5 结论
本文究了中立型随机切换非线性系统的
参考文献
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