เมทริกซ์เสถียรแบบฮูร์วิตซ์
ในทางคณิตศาสตร์เมทริกซ์ที่มีเสถียรภาพแบบฮูร์วิตซ์ [ 1 ] หรือ เรียกง่ายๆ ว่าเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ [ 2 ] คือ เมทริกซ์จัตุรัสที่มีค่าลักษณะเฉพาะทั้งหมดมีส่วนจริงเป็นลบอย่างเคร่งครัด ผู้เขียนบางคนยังใช้คำว่าเมทริกซ์เสถียรภาพ อีก ด้วย[ 2 ]เมทริกซ์ดังกล่าวมีบทบาทสำคัญในทฤษฎีการควบคุม
คำนิยาม
เมทริกซ์จัตุรัส เรียกว่าเมทริกซ์เฮอร์วิตซ์ ถ้าค่าลักษณะ เฉพาะทุกค่า ของ เมทริกซ์จัตุรัสนั้น มีส่วนจริง เป็นลบอย่างเคร่งครัด นั่นคือ
สำหรับแต่ละค่าลักษณะเฉพาะเรียกอีกอย่างว่าเมทริกซ์เสถียรเพราะสมการเชิงอนุพันธ์ จะเป็นเช่นนั้น
มีเสถียรภาพเชิงอะซิมโทติกนั่นคือเมื่อ
ถ้าเป็นฟังก์ชันถ่ายโอน (ที่มีค่าเป็นเมทริกซ์) แล้วจะเรียกว่าเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ ถ้าขั้วของสมาชิกทั้งหมดของมีส่วนจริงเป็นลบ โปรดทราบว่าไม่จำเป็นว่าสำหรับอาร์กิวเมนต์เฉพาะเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ไม่จำเป็นต้องเป็นเมทริกซ์จัตุรัสด้วยซ้ำ ความเชื่อมโยงคือ ถ้าเป็นเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ แล้วระบบพลวัต จะเป็น
มีฟังก์ชันถ่ายโอนแบบฮูร์วิตซ์
จุดคงที่ไฮเปอร์โบลิกใดๆ(หรือจุดสมดุล ) ของระบบพลวัต ต่อเนื่อง จะมีเสถียรภาพเชิงอะสิมโทติก ในระดับท้องถิ่น ก็ต่อเมื่อเมท ริกซ์ จาโคเบียนของระบบพลวัตมีเสถียรภาพแบบฮูร์วิตซ์ ณ จุดคงที่นั้น
เมทริกซ์เสถียรภาพของฮูร์วิตซ์เป็นส่วนสำคัญของทฤษฎีการควบคุมระบบจะมีเสถียรภาพก็ต่อเมื่อเมทริกซ์ควบคุมของระบบนั้นเป็นเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ ส่วนประกอบจริงที่เป็นลบของค่าไอเกนของเมทริกซ์แสดงถึงการป้อนกลับเชิงลบในทำนองเดียวกัน ระบบจะไม่มีเสถียรภาพ โดยเนื้อแท้ หากค่าไอเกนใดๆ มีส่วนประกอบจริงที่เป็นบวก ซึ่งแสดงถึงการป้อนกลับเชิงบวก
ดูเพิ่มเติม
- เอ็ม-เมทริกซ์
- ทฤษฎีบทเพอร์รอน-โฟรเบนิอุสซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมทริกซ์ฮูร์วิตซ์ใดๆ จะต้องมีอย่างน้อยหนึ่งค่าที่เป็นลบ
- เมทริกซ์ Z
ลิงก์ภายนอก
- "เมทริกซ์ฮูร์วิตซ์" PlanetMath