为一自治系统,假设 为该系统的平衡点( ),A为 处的Jacobi矩阵 ( ),记该矩阵A的特征值为 ,r=1,2,…,n,则系统(*)平衡点的稳定性分为如下三种情况:
a。 如果Re( ) <0,r=1,2,…,n,则系统渐近稳定;反之亦然。
b。 如果存在某一 ,使得Re( ) >0,则系统不稳定。
c。 如果在 ,r=1,2,…,n中有m重特征值满足Re( )=0, ,当对应的特征子空间维数为m时,系统稳定,但非渐近稳定;当特征子空间维数小于m时,系统不稳定。
除了判断系统的稳定性,我们还需要了解系统平衡点的类型,以二维系统为例(此时系统有两个特征值 和 ),我们有以下结论如图1:
(1)如果 且二者都为实数,那么当 时平衡点为结点,且当 时结点是稳定的,当 时结点是不稳定的。
(2)如果 和 为异号实根,则平衡点为鞍点。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
(3)如果 和 为一对共轭复根,那么当Re( )<0时平衡点为稳定的焦点,当Re( )>0时平衡点为不稳定的焦点。
平面系统平衡点分类。
为了解特征值的情况,我们考察矩阵的特征多项式,但是当n较大时,其根是不容易求的。不过,我们并不要求找出特征方程的全部根,而只要求知道所有根的实部是否均为负数,为此介绍下面的Routh-Hurwitz判别法和盛金判别法。
定理2。2 赫尔维茨(Hurwitz)判别法