几类分数阶微分方程解的稳定性分析

几类分数阶微分方程解的稳定性分析

论文摘要

Lyapunov稳定性理论在自动控制、动力系统、生物种群等自然科学和工程技术等方面有着广泛的应用.本文主要利用Lyapunov第一方法讨论分数阶微分方程在不同条件下解的渐近稳定性及利用Lyapunov第二方法讨论微分方程解的Mittag-Leffler稳定性,主要探讨了以下三个内容:首先,研究了阶数在1<α<2时,微分方程的线性化渐近稳定性,并且证明了如果它的线性Caputo分数阶微分方程的稳定点渐近稳定那么非线性的稳定点也渐近稳定.其次,主要利用Lyapunov第一方法研究含两个不同Caputo导数的分数阶Cauchy问题稳定性的充要条件,通过对含两个不同Caputo导数的分数阶微分方程进行Laplace变换及逆变换求出方程的解,然后应用Lyapunov第一法证明如果系统中矩阵特征值控制在区间{λ∈C:|arg(λ)|>απ/2},那么微分方程在稳定点处渐近稳定.最后,我们研究一个非线性的带有参数的分数阶脉冲微分方程解的几乎处处MittagLeffler稳定,利用Lyapunov方法找到了Mittag-Leffler稳定的充分条件.

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 问题研究背景
  •   1.2 国内外研究现状及发展趋势
  •   1.3 本文的主要工作
  • 2 预备知识
  •   2.1 主要符号说明
  •   2.2 分数阶微积分及不动点定理
  • 3 Caputo型分数阶微分系统的稳定性分析
  •   3.1 引言
  •   3.2 基本引理
  •   3.3 主要结果
  •     3.3.1 线性部分的变换
  •     3.3.2 构造一个适当的Lyapunov-Perron 算子
  •     3.3.3 线性状态反馈下的一类分数阶非线性稳定系统
  •   3.4 例子
  • 4 分数阶Cauchy问题的稳定性分析
  •   4.1 引言
  •   4.2 预备知识
  •   4.3 主要结果
  •   4.4 例子
  • 5 对带有参数的分数阶脉冲微分方程的Mittag-Leffler稳定及广义的Mittag-Leffler稳定
  •   5.1 引言
  •   5.2 预备知识
  •   5.3 主要结果
  •   5.4 例子
  • 6 工作总结和研究设想
  •   6.1 工作总结
  •   6.2 研究设想
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表与完成文章目录
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 贺花

    导师: 赵静

    关键词: 分数阶微分方程,渐近稳定,第一法,线性状态反馈控制,不动点定理,平面分数阶微分方程,稳定,广义的稳定,脉冲微分方程

    来源: 广西民族大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学

    单位: 广西民族大学

    基金: 校级研究生科研创新项目gxun-chxps201812

    分类号: O175

    DOI: 10.27035/d.cnki.ggxmc.2019.000167

    总页数: 54

    文件大小: 2170K

    下载量: 58

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