【机器人】控制之稳定性判定: 李雅普诺夫Lyapunov (3) 李函数设计举例

构造 Lyapunov 函数需要结合动力学方程的特性进行设计。以下以常见的步骤和示例详细讲解如何从一个动力学方程出发,构造 Lyapunov 函数。


步骤:如何从动力学方程构造 Lyapunov 函数

1. 确定系统的动力学方程

动力学方程通常形式为:

其中 xx 是系统的状态变量,f(x)f(x) 是状态变化的动态规则。

2. 选定平衡点
  • 一般选择平衡点 Xe=0作为分析对象。
  • 如果平衡点不是 0,可以通过状态平移将其变换为 0。
3. 构造候选 Lyapunov 函数
4. 计算 Lyapunov 函数的导数

计算候选函数 V(x)的时间导数:

5. 检查稳定性条件

​​​​​​​


示例 1:线性系统

动力学方程:

示例 2:非线性系统

动力学方程:

示例 3:复杂非线性系统(机械系统)

动力学方程:

总结

  • 构造 Lyapunov 函数需要参考系统的动力学方程,确保候选函数能够反映系统状态的变化趋势。
  • 对于线性系统,可以直接使用二次型函数;对于非线性系统,需要结合系统的物理特性或试探常见形式。
  • 稳定性由 Lyapunov 函数及其导数共同决定。
相关推荐
AI Coder 码农王3 分钟前
AgentScope Java v2 第3课,从 ReActAgent 到 HarnessAgent
人工智能
格物致胜工业数智技术4 分钟前
明治EOS系列传感器技术解析:精密制造高反光金属件在位检测
人工智能·制造
甲维斯10 分钟前
DeepSeek 新版还是难评!
人工智能
晨间晓38 分钟前
图片细节丰富不丰富?用华为云码道开发 OpenCV 纹理复杂度分析工具
人工智能·opencv·华为云
硅谷秋水1 小时前
面向机器人的上下文学习:方法与应用
深度学习·机器学习·语言模型·机器人
2603_965148111 小时前
电商选品调研:通过关键词搜索API获取市场热销商品,结合商品详情API分析竞品卖点与定价
开发语言·数据库·人工智能·python·信息可视化
镜象科技1 小时前
什么是好的校园AI心理健康解决方案服务商?从中外校园心理服务的一天说起
人工智能
Geeys1 小时前
拼多多单品推广完整方案(可直接落地)
大数据·人工智能
泡椒鸡脚1 小时前
AI室内设计风格融合:把布局、材质和光影参考分开写
人工智能·材质
袁俪1 小时前
世界模型与智能体
人工智能