无源 LTI 系统的稳定性

信息处理 线性系统 稳定
2022-02-18 00:32:03

被动 LTI 系统是否永远是稳定的(bibo 和 lyapunov)系统?或者换句话说,LTI 系统的被动性意味着稳定性?

如果上述陈述为真,那么被动性和稳定性之间应该存在某种数学关系(描述),所以任何人都可以帮助我了解它的数学描述(如果存在)如果被动性并不意味着稳定性,那么一定有一些反例来证明我的假设是错误的。

那么无论我的假设是错误的还是被动性和稳定性之间存在数学关系?

我在这里问了这个问题

https://electronics.stackexchange.com/questions/513052/stability-of-passive-networks

但我没有找到任何有用的答案,所以我把它贴在这里

2个回答

一个反例是一个理想的 LC 电路,它是无源的,但不是 BIBO 稳定的:如果在其谐振频率下激发,输出会无限增长。这样的系统有时被称为边际稳定,因为它们在稳定性边界(虚轴)上有极点。

请注意,如果系统不是无损的,即,如果在 RLC 电路中存在正电阻,则系统是严格无源的,因此它也是 BIBO 稳定的。即,严格的无源性意味着 BIBO 稳定性(所有传递函数极点都在左半平面中)。

如果您在被动性要求中添加“耗散”,那么两者都是。完美无损的 LC 系统(或任何其他完美无损的谐振振荡器)既不是 BIBO 稳定的,也不是 Lyapunov 稳定的。

(我必须查一下,但李雅普诺夫稳定性基本上是说,如果系统在平衡点附近稳定,那么随着时间的推移,它会向那个平衡点稳定下来。无损谐振器不会这样做)。

如果您使用非线性控制的定义,则系统既不是线性的也不是时不变的。李雅普诺夫意义上的“被动”意味着系统总是在消耗能量,无论如何——最终能量耗尽,此时系统处于平衡点。