Теорема Харитонова - Википедия - Kharitonovs theorem

Эта статья включает Список ссылок, связанное чтение или внешняя ссылка, но его источники остаются неясными, потому что в нем отсутствует встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Март 2012 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Теорема Харитонова результат используется в теория управления оценить стабильность из динамическая система когда физические параметры системы неизвестны точно. Когда коэффициенты характеристический многочлен известны, Критерий устойчивости Рауса – Гурвица. может использоваться, чтобы проверить, стабильна ли система (т.е. все ли корни имеют отрицательные реальные части). Теорема Харитонова может быть использована в случае, когда известно, что коэффициенты находятся только в определенных диапазонах. Он обеспечивает проверку стабильности так называемого интервальный многочлен, а Рауса – Гурвица занимается обычным многочлен.

Определение

Интервальный многочлен - это семейство всех многочленов

${ displaystyle p (s) = a_ {0} + a_ {1} s ^ {1} + a_ {2} s ^ {2} + ... + a_ {n} s ^ {n}}$

где каждый коэффициент ${ displaystyle a_ {i} in R}$ может принимать любое значение в указанные интервалы

${ displaystyle l_ {i} leq a_ {i} leq u_ {i}.}$

Также предполагается, что старший коэффициент не может быть равен нулю: ${ displaystyle 0 notin [l_ {n}, u_ {n}]}$.

Теорема

Интервальный многочлен стабилен (то есть все члены семейства стабильны) тогда и только тогда, когда четыре так называемых Полиномы Харитонова

${ displaystyle k_ {1} (s) = l_ {0} + l_ {1} s ^ {1} + u_ {2} s ^ {2} + u_ {3} s ^ {3} + l_ {4} s ^ {4} + l_ {5} s ^ {5} + cdots}$

${ displaystyle k_ {2} (s) = u_ {0} + u_ {1} s ^ {1} + l_ {2} s ^ {2} + l_ {3} s ^ {3} + u_ {4} s ^ {4} + u_ {5} s ^ {5} + cdots}$

${ displaystyle k_ {3} (s) = l_ {0} + u_ {1} s ^ {1} + u_ {2} s ^ {2} + l_ {3} s ^ {3} + l_ {4} s ^ {4} + u_ {5} s ^ {5} + cdots}$

${ displaystyle k_ {4} (s) = u_ {0} + l_ {1} s ^ {1} + l_ {2} s ^ {2} + u_ {3} s ^ {3} + u_ {4} s ^ {4} + l_ {5} s ^ {5} + cdots}$

стабильны.

Что несколько удивительно в результате Харитонова, так это то, что хотя в принципе мы проверяем на устойчивость бесконечное количество многочленов, на самом деле нам нужно проверить только четыре. Это можно сделать, используя метод Рауса – Гурвица или любой другой метод. Таким образом, для получения информации о стабильности интервального полинома требуется всего в четыре раза больше работы, чем для проверки устойчивости одного обычного полинома.

Теорема Харитонова полезна в области надежный контроль, который стремится разработать системы, которые будут хорошо работать, несмотря на неопределенности в поведении компонентов из-за погрешности измерения, изменение условий эксплуатации, износ оборудования и т. д.

Рекомендации

• В. Л. Харитонов, "Асимптотическая устойчивость положения равновесия семейства систем дифференциальных уравнений", Дифференциальные уравнения, 14 (1978), 2086-2088. (на русском)
• Академическая домашняя страница профессора В. Л. Харитонова