×

线性变系数时滞微分代数方程的分析。 (英语) Zbl 1325.34084号

本文研究了由\[点{x}(t)+B x(t)+C x(t-\tau)=f,\]其中,(A)、(B)、(C)和(f)是时变矩阵和向量。显式DDAE,由\[\开始{align*}{\dot{x} _1个(t) &=D x(t)+E x(t-\tau)+f_1\cr x_2(t)&=f x_1(t)+G x(t-\t)+f_2\cr}结束{align*},\;x=(x_1,x_2),\]是这类方程的一个著名子集,它包含延迟微分方程、中立方程和差分方程的显式版本。对于显式DDAE,给定解的许多函数空间的适当一致性条件,初值问题是适定的(例如[M.C.Delfour先生J.Karrakchou先生,J.数学。分析。申请。125, 361–399, 400–450 (1987;Zbl 0643.93034号)]对于时间不变的情况)。
相反,原始系统(或隐式系统)可能过高或过低,因此初值问题的分析更为复杂。有时这些模式是显而易见的(矩阵(A)、(B)和(C)不一定是正方形或非奇异的),但它们也可能由隐式冗余在方程式之间。
本文描述了一种逐步的方法来明确系统冗余,只使用线性变换、微分和时移。这个一般过程首先是针对微分代数方程和差分方程的;在最简单的情况下,转换将导致具有以下结构的系统\[\左[\begin{matrix}A\\0\\0\end{matrix2}\right]\dot{x}(t)+\left[\being{matrix1}?\\{B}\\0\end{matrix.}\rift]x(t)+\left[\begin}?\?\\0\end{mattrix}\right]x(t-\tau)=\left[/begin{matrix}f_1\\f_2\\f_3\end{matright],\]其中,隐式冗余的缺失以全行秩矩阵([a^t,B^t]^t)为特征。注意,如果另外该矩阵是平方的,并且(f_3)是一个空向量,那么该系统(既不是超定的也不是欠定的)就等价于显式DDAE系统。
在一般情况下,转换后获得的系统结构可能比上述示例更复杂;特别是,延迟变量的导数可能出现在右侧。

MSC公司:

34K32型 隐函数微分方程
34K17型 泛函微分方程和系统的变换和约简,正规形式
34K06号 线性泛函微分方程

软件:

罗德斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Ascher,U.M.,Petzold,L.R.:常微分方程和微分代数方程的计算机方法。SIAM出版物,费城(1998)·Zbl 0908.65055号
[2] Ascher,U.M.,Petzold,L.R.:延迟型和中性型延迟微分代数方程的数值解。SIAM J.数字。分析。32, 1635-1657 (1995) ·Zbl 0837.65070号 ·数字对象标识代码:10.1137/0732073
[3] Baker,C.T.H.,Paul,C.A.H.,Tian,H.:具有后效的微分代数方程。J.计算。申请。数学。140(1-2),63-80(2002年3月)·Zbl 0996.65077号
[4] Bellen,A.,Zennaro,M.:时滞微分方程的数值方法。牛津大学出版社,牛津(2003)·Zbl 1038.65058号 ·doi:10.1093/acprof:oso/9780198506546.0001
[5] Brenan,K.E.,Campbell,S.L.,Petzold,L.R.:微分代数方程初值问题的数值解,第2版。SIAM出版物,费城(1996)·Zbl 0844.65058号
[6] Campbell,S.L.:具有时滞的奇异线性微分方程组。申请。分析。2, 129-136 (1980) ·兹比尔0444.34062 ·doi:10.1080/00036818008839326
[7] Campbell,S.L.:非正则2D描述符延迟系统。IMA数学杂志。控制应用程序。12, 57-67 (1995) ·Zbl 0835.34085号 ·doi:10.1093/imamci/12.157
[8] Campbell,S.L.,Linh,V.H.:具有多重时滞的微分代数方程及其数值解的稳定性准则。申请。数学计算。208(2), 397-415 (2009) ·Zbl 1169.65079号 ·doi:10.1016/j.amc.2008.12.008
[9] Caraballo,T.,Real,J.:具有时滞的Navier-Stokes方程。程序。R.Soc.A 457,2441-2453(2001)·兹比尔1007.35062 ·doi:10.1098/rspa.2001.0807
[10] Dieci,L.,Eirola,T.:关于矩阵的光滑分解。SIAM J.矩阵分析。申请。20, 800-819 (1999) ·Zbl 0930.15014号 ·doi:10.1137/S0895479897330182
[11] Garrido-Atienza,M.J.,Marín-Rubio,P.:无界域上具有时滞的Navier-Stokes方程。非线性分析。64(5), 1100-1118 (2006) ·Zbl 1091.35058号 ·doi:10.1016/j.na.2005.05.057
[12] Gear,C.W.:仿真:实时和软件之间的冲突。数学软件III,威斯康星大学研讨会论文集,1977年3月28日至30日,(编辑J.R.Rice),第121-138页。纽约学术出版社(1977年)·Zbl 0407.68031号
[13] Griepentlog,E.,März,R.:微分代数方程及其数值处理。Teubner Verlag,莱比锡(1986)·Zbl 0629.65080号
[14] Grossmann,C.,Roos,H.,Stynes,M.:偏微分方程的数值处理。柏林施普林格出版社(2007)·兹比尔1180.65147 ·doi:10.1007/978-3-540-71584-9
[15] Guglielmi,N.,Hairer,E.:计算隐式延迟微分方程中的断点。高级计算。数学。29, 229-247 (2008) ·Zbl 1160.65041号 ·doi:10.1007/s10444-007-9044-5
[16] Ha,P.,Mehrmann,V.:线性时滞微分代数方程的分析和重新计算。电子。J.线性算法。23, 703-730 (2012) ·Zbl 1323.34089号
[17] Hairer,E.,Wanner,G.:求解常微分方程II:刚性和微分代数问题,第2版。施普林格,柏林(1996)·Zbl 0859.65067号 ·doi:10.1007/978-3-642-05221-7
[18] Heeb,H.,Ruehli,A.:PC板互连的延迟模型,或光速如何影响spice电路模拟。1991年IEEE计算机辅助设计国际会议。ICCAD-91,第70-73页(1991年)·Zbl 1160.65041号
[19] Hollot,C.,Misra,V.,Towsley,D.,Gong,W.:支持TCP流的AQM路由器控制器的分析和设计。IEEE传输。自动化。控制47(6),945-959(2002)·Zbl 1364.93279号 ·doi:10.1109/TAC.2002.1008360
[20] 凯利·F。;Engquist,B.(编辑);Schmid,W.(编辑),《互联网数学建模》,685-702(2001),柏林·Zbl 1044.00526号 ·doi:10.1007/978-3-642-56478-96
[21] Kunkel,P.,Mehrmann,V.:微分代数方程:分析和数值解。EMS出版社,苏黎世(2006)·Zbl 1095.34004号 ·doi:10.4171/017
[22] Liu,W.:时滞Burgers方程解的渐近行为。离散连续。动态。系统。序列号。B.2(1),47-56(2002)·Zbl 0992.35107号 ·doi:10.3934/dcdsb.2002.247
[23] Mehrmann,V.,Shi,C.:高阶线性微分代数系统到一阶的变换。数字。藻类。42, 281-307 (2006) ·Zbl 1109.65071号 ·文件编号:10.1007/s11075-006-9030-x
[24] Misra,V.,Gong,W.B.,Towsley,D.:支持TCP流的AQM路由器网络的基于流体的分析及其对red.SIGCOMM Comput的应用。Commun公司。版本30(4),151-160(2000年8月)
[25] Planas,G.,Hernández,E.:二维时滞Navier-Stokes方程的渐近行为。离散连续。动态。系统。序列号。S.21(4),1245-1258(2008)·Zbl 1141.35440号 ·doi:10.3934/dcds.2008.21.1245
[26] Riaza,R.:微分代数系统:分析方面和电路应用。世界科学出版有限公司,哈肯萨克(2008)·Zbl 1184.34004号 ·doi:10.1142/9789812791818
[27] Shampine,L.F.,Gahinet,P.:控制理论中的延迟微分代数方程。申请。数字。数学。56(3-4),574-588(2006年3月)·Zbl 1093.93015号
[28] Steinbrecher,A.:多体动力学中准线性微分代数方程的正则化。《2011年多体动力学会议论文集——布鲁塞尔——欧洲多体动力学委员会主题会议》(2011年7月4日至7日,比利时布鲁塞尔)(2011年)
[29] Wim,M.,Silviu-Iulian,N.:时滞系统的稳定性和稳定性:基于特征值的方法。SIAM,费城(2007)·Zbl 1140.93026号
[30] 钟,Q.:时滞系统的鲁棒控制。柏林施普林格出版社(2006)·Zbl 1119.93005号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。