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关于 Filippov 系统边界平衡点的稳定性

动力系统 2021-01-13 v1

摘要

Filippov 系统 ff 关于一般边界平衡点 xx^* 的首阶近似是一个在边界一侧为仿射、另一侧为常值的系统 FF。我们证明,当 FF 的常值分量不与边界相切时,xx^*ff 是指数稳定的当且仅当它对 FF 是指数稳定的。进而我们说明对 FF 而言指数稳定与渐近稳定实际上是等价的。我们还证明指数稳定性在 FF 各片的小扰动下得以保持。此类结果对齐次系统众所周知。由于 FF 的两个分量具有不同齐次次数,证明此处结果需要额外技巧。这些结果的主要作用是将 xx^* 的稳定性问题由一般 Filippov 系统 ff 化简为更简单的系统 FF。然而一般而言该问题仍困难。我们给出一个四维的 FF 例子,其轨道似乎以混沌方式收敛到 xx^*。通过利用齐次性与滑动运动的共存,此情形下 FF 的动力学可化简为一张一维返回映射与一个标量函数的组合。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.04214,
  title  = {On the stability of boundary equilibria in Filippov systems},
  author = {David J. W. Simpson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.04214},
  year   = {2021}
}