<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="JATS-archive-oasis-article1-4.xsd" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="ru">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Журнал Современные наукоемкие технологии</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn>1812-7320</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Общество с ограниченной ответственностью &amp;quot;Издательский Дом &amp;quot;Академия Естествознания&amp;quot;</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.17513/snt.39760</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ART-39760</article-id>
      <title-group>
        <article-title>ОБ УСЛОВИЯХ УСТОЙЧИВОСТИ С ОБРАТНОЙ ПРОПОРЦИЕЙ НАЧАЛЬНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ РЕШЕНИЙ СИСТЕМ ОБЫКНОВЕННЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="ru">
              <surname>Ромм</surname>
              <given-names>Я.Е.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <name-alternatives>
            <name xml:lang="en">
              <surname>Romm</surname>
              <given-names>Y.E.</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>romm@list.ru</email>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1">
        <institution xml:lang="ru">Таганрогский институт имени А.П. Чехова (филиал) ФГБОУ ВО «Ростовский государственный экономический университет (РИНХ)»</institution>
        <institution xml:lang="en">Taganrog Institute named after A.P. Chekhov of the Rostov State University of Economics</institution>
      </aff>
      <pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2023-09-04">
        <day>04</day>
        <month>09</month>
        <year>2023</year>
      </pub-date>
      <issue>9</issue>
      <fpage>31</fpage>
      <lpage>60</lpage>
      <permissions>
        <license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This is an open-access article distributed under the terms of the CC BY 4.0 license.</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="url" hreflang="ru">https://top-technologies.ru/article/view?id=39760</self-uri>
      <abstract xml:lang="ru" lang-variant="original" lang-source="author">
        <p>Представлены необходимые и достаточные условия устойчивости, а также асимптотической устойчивости по Ляпунову решений систем обыкновенных дифференциальных уравнений общего вида. Первая разновидность представленных условий формулируется в границах существования и единственности решения на полуоси, кроме того, требуется непрерывность правой части системы и ее непрерывная дифференцируемость на полуоси. Вторая разновидность необходимых и достаточных условий устойчивости формулируется в тех же ограничениях, но без требования дифференцируемости правой части. Первая разновидность использует в формулировке отношение компонента решения к его начальному значению. Вторая разновидность использует только компоненты правой части дифференциальной системы и их отношение к соответственным начальным значениям. Обе разновидности опираются исключительно на вид системы, не преобразуют ее и не применяют построение функции Ляпунова. Предложенные критерии дополнены разновидностями достаточных условий. Так, достаточные условия асимптотической устойчивости решения даны для случая системы, компоненты правой части которой и их производные имеют постоянные знаки на полуоси. Для этого же случая даны достаточные условия неустойчивости. В обоих случаях критерии опираются на теорему Коши о среднем значении и используют отношения компонентов правой части к соответственным начальным значениям. Кроме того, результаты дополнены необходимыми и достаточными условиями устойчивости и асимптотической устойчивости линейных дифференциальных систем с постоянной и переменной матрицей коэффициентов. Рассмотрен способ линеаризации системы. Предложенные критерии допускают компьютерную реализацию, примеры которой приводятся в работе.</p>
      </abstract>
      <abstract xml:lang="en" lang-variant="translation" lang-source="translator">
        <p>The necessary and sufficient conditions for the stability and asymptotic Lyapunov stability of solutions of the general form of ordinary differential equations’ systems are presented. The first kind of the presented conditions is formulated within the boundaries of the existence and uniqueness of the solution on the semi-axis, in addition, the continuity of the right part of the system and its continuous differentiability on the semi-axis is required. The second kind of necessary and sufficient stability conditions is formulated in the same constraints, but without the requirement of differentiability of the right part. The first type in the formulation uses the ratio of the solution component to its initial value. The second one applies only the components of the right part of the differential system and their relation to the corresponding initial values. Both varieties rely solely on the type of the system, do not transform it and do not apply the construction of the Lyapunov function. The proposed criteria are supplemented by varieties of sufficient conditions. Thus, sufficient conditions for the asymptotic stability of the solution are given for the case of a system where the right-hand side components and their derivatives have stability signs on the semi-axis. Sufficient instability conditions are given for the same case. In both cases, the criteria are based on the Cauchy’s mean value theorem and use the ratios of the components of the right-hand side to the corresponding initial values. The results are supplemented with necessary and sufficient conditions for stability and asymptotic stability of linear differential systems with constant and variable coefficient matrices. The method of linearization of the system is considered. The proposed criteria allow for computer implementation, examples of which are given in the paper.</p>
      </abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>необходимые и достаточные условия устойчивости по Ляпунову</kwd>
        <kwd>компьютеризация анализа устойчивости</kwd>
        <kwd>нелинейные и линейные дифференциальные системы</kwd>
        <kwd>линеаризация</kwd>
        <kwd>численное решение задачи Коши</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>necessary and sufficient Lyapunov stability conditions</kwd>
        <kwd>computer implementation of stability analysis</kwd>
        <kwd>nonlinear and linear differential systems</kwd>
        <kwd>linearization</kwd>
        <kwd>numerical solution of the Cauchy problem</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <ref>
        <note>
          <p>1. Демидович Б.П. Лекции по математической теории устойчивости. М.: Науку – всем, 2019. 480 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>2. Матросов В.М. Метод векторных функций Ляпунова: анализ динамических свойств нелинейных систем. М.: Физматлит, 2001. 376 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>3. Калитин Б.С. Устойчивость неавтономных дифференциальных уравнений. Минск: БГУ, 2013. 264 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>4. Любимов В.В. Математическая теория устойчивости с приложениями. СПб.: Лань, 2018. 180 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>5. Масина О.Н., Дружинина О.В., Рапопорт Л.Б. Элементы теории устойчивости математических моделей управляемых систем. Елец: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина, 2019. 143 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>6. Поляк Б.Т., Хлебников М.В., Рапопорт Л.Б. Математическая теория автоматического управления. М.: ЛЕНАНД, 2019. 500 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>7. Дружинина О.В., Седова Н.О. Анализ устойчивости и стабилизации нелинейных каскадных систем с запаздыванием в терминах линейных матричных неравенств // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2017. № 1. C. 21–35.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>8. Дружинина О.В., Масина О.Н. О подходах к анализу устойчивости нелинейных динамических систем с логическими регуляторами // Современные информационные технологии и IT-образование. 2017. Т. 13. № 2. С. 40–49.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>9. Новиков М.А. О вычислительных способах достаточных условий устойчивости автономных консервативных систем // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 1 (41). С. 28–36.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>10. Giesl P., Hafstein S. Computation of Lyapunov functions for nonlinear discrete time systems by linear programming // J. Difference Equ. Appl. 2014. Vol. 20, Is. 4. P. 610–640.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>11. Fridman E. Tutorial on Lyapunov-based methods for time-delay systems // European Journal of Control. 2014. № 20. P. 271–283.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>12. Ромм Я.Е. Моделирование устойчивости по Ляпунову на основе преобразований разностных схем решений обыкновенных дифференциальных уравнений // Известия РАН. Математическое моделирование. 2008. Т. 20. № 12. С. 105–118.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>13. Ромм Я.Е. Компьютерно-ориентированный анализ устойчивости на основе рекуррентных преобразований разностных решений обыкновенных дифференциальных уравнений // Кибернетика и системный анализ. 2015. Т. 51. № 3. С. 107–124.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>14. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 1. СПб.: Лань, 2018. 608 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>15. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 2. СПб.: Лань, 2019. 800 с.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>16. Ромм Я.Е. О границах идентификации корней полиномов на основе устойчивой адресной сортировки // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 12 (Ч. 1). С. 84–108. DOI: 10.17513/snt.38959.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>17. Ромм Я.Е. Параллельные итерационные схемы линейной алгебры с приложением к анализу устойчивости решений систем линейных дифференциальных уравнений // Кибернетика и системный анализ. 2004. № 4. С. 119–142.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>18. Джанунц Г.А., Ромм Я.Е. Варьируемое кусочно-интерполяционное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений с итерационным уточнением // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2017. Т. 57. № 10. С. 1641–1660.</p>
        </note>
      </ref>
      <ref>
        <note>
          <p>19. Ромм Я.Е., Джанунц Г.А. Моделирование движения навигационных спутников системы ГЛОНАСС на основе кусочно-интерполяционного решения задачи Коши для дифференциальной системы // Современные наукоемкие технологии. 2023. № 2. С. 88–101. DOI: 10.17513/snt.39529.</p>
        </note>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>
