Stabilization under local and global constraints
Texte intégral
(2) THÈSE Pour obtenir le grade de. DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE Spécialité : Automatique et Productique Arrêté ministériel : 7 août 2006. Présentée par. Humberto STEIN SHIROMOTO Thèse dirigée par Christophe PRIEUR et codirigée par Vincent ANDRIEU préparée au sein du Laboratoire GIPSA-lab dans l'École Doctorale Electronique Electrotechnique Automatique et Traitement du Signal. Stabilisation sous contraintes locales et globales Rapporteurs :. Antoine CHAILLET Maître de Conférences, Supélec. Andrew TEEL Professeur, University of California at Santa Barbara. Thèse soutenue publiquement le 23 juin 2014, devant le jury composé de :. Vincent ANDRIEU Chargé de Recherche, Université Claude Bernard Lyon 1. Andrea BACCIOTTI Professeur, Politecnico di Torino. Antoine CHAILLET Maître de Conférences, Supélec. Laurent PRALY Directeur de Recherche, MINES ParisTech. Christophe PRIEUR Directeur de Recherche, GIPSA-lab. Sophie TARBOURIECH Directrice de Recherche, LAAS-CNRS. Luca ZACCARIAN Directeur de Recherche, LAAS-CNRS.
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(9) . / :;,05 :/09646;6. ǰ ¯x ¢ ¢¸ ¢ Ȃ x(0) x¯ ¥ ¡· ¯xǯ ¯x ¢ ¥ Ȃ¹ ¯xǯ ŗǯŗǰ · ǻǰ ŗşŝşǰ ǯ şǯřǼǰ ǯ. -PN\YL ! 0SS\Z[YH[PVU K\ JVUJLW[ KL Z[HIPSP[t PU[YVK\P[ WHY 3`HW\UV] <U ¯ K\ ZWHJL K»t[H[ LZ[ Z[HISL ZP WVPU[ x SLZZVS\[PVUZPZZ\LZKLZJVUKP[PVUZPUP ¯ YLZ[LU[ [PH\_ x(0) X\P ZVU[ WYVJOLZ x ¯ WYVJOLZKL x. . ¯ x x(0). ¯) B6ε (x. ¯) B6δ (x ¢ . ǰ ¡ · · ··DZ ¢¸ Ȃ Ȃ¢ Ȃ ¡ ¢¸ ¢ǯ ǰ ¥ ę Ȃ ¢¸ Ĵ ·· ·ǰ ǰ ¸ Ȃ¡ ¡ ¢¸ ¢ ǯ ·· Ȃ ¢¸ ¢ Ȃ Ȭ Ȃ · · · ·ǯ ¢¸ Ȃ Ȭ·ǰ ¡ ¢ Ȭ · ¢¸ǰ Ȃ ·ǰ ·ǯ Ȃ¡ǰ · ¢ ¦ ¥ ȂĴ· ě· ·ǯ ¡ · ¡ Ȭ ¡ ¢¸ Ĵ·ǯ ǻȬ ǯǰ ŘŖŗřǼ ¢¸ Ȭ ¥ Ȃ· ǰ ǻ ǰ ŘŖŗŖǼ ¢ ǻǰ.
(10) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. ǰ ǰ ŘŖŗŘǼ · ·Ȭ· Ȭ · ·Ȭ· ·ǯ. ſǯſ. ќћѡџіяѢѡіќћѠ ѝџіћѐіѝюљђѠ. Ĵ ¸ ·· Ȭǯ. Ȋ ¢¸ · ¹ ¢· Ȭ Ȃǰ Ȃ Ȭ· · Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ Ȋ ¡ ¢ Ȭ· ·· · Ȭ ě· ·Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ · Ȃ Ȃ ȂĴ Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ ¢¸ ¢ ŗ ǰ ¢ · Ȭ ·ǯ · Ȭ ȂDz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ Ĝ · ¢¸ ·¸ ¹ · Ȭ · Ȃ¡Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ ·Ȭ· ȱ·Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ ·ǰ ¢¸ ǰ Ȭ ·Ȭ· ·ǰ Ȃ¡ Ȃ ·Ȭ· Ȭ · ¹ Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. :`Z[uTZZ H]LJ \UL K`UHTPX\L KPZ JYu[LL[JVU[PU\LZ .
(11) . / :;,05 :/09646;6. Ȋ ·· ù ¡ · ě· Ȃ Ȃ·DZ Ȃ· Ȃ Ȭ Ȃ ¥ Ȃ¡· Ȃ ȂDz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ ¸ · ¢ ·ę Ȃ ¢¸ǰ · ù ǰ Ĝ Ȭ Ĵ Ȭ · ¥ £·ǰ Ĵ ·Dz ȱȱȱȱ ȱȱȱȱ. Ȋ ·· ¸ ¡ Ȃ Ȭ ωȬ ¢¸ · ¡ǯ. ſǯƀ. љюћ. Ĵ ¸ · DZ. Ȋ Ř ¸ ¸ Ȃ ¢¸ Ȭ·ǰ · ¹ ¢·ǯ · ¢¸ ¢ ¢ · ǰ ³ ȂĴǰ â Ȭ ¢ ȂĴDz Ȋ ř ¸ ¢ Ȃ¡ ¢¸ ¢ Ȃ · Ȃ Ȃ·ǯ ··ǰ ·Ȭ ù · ȱ ǰ ¢· ·ę ¢¸.
(12) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. ·ǰ · ù ǰ ¢· Ȃ Ȭ ¢¸ ·Dz. Ȋ Ś ¡ ·· ·· ęDz. Ȋ ¡ · · · ¢ǯ. ſǯƁ. џќяљѼњюѡіўѢђ ѐќћѠіёѼџѼђ. ſǯƁǯſ ѕюѝіѡџђ ƀ. ę ·ǰ · ¢¸ ¢ Ȭ· ¥ ¡ ¢ ǯ · ¸ ¢¸ǯ ¢Ȭ ¸ǰ ě· ǻ ǰ ǰ ǰ ŗşşşǼǰ ǻ °ǰ ŘŖŖŞǼ ǻ£ ¢ǰ ŗşşŜǼǯ ǰ · ¢ ·ǰ · ¹ ǯ ¢¸ ù ¢¸ ¹ · Ȃ ¢Ȭ ǰ · ǻ ǰ ǰ ǰ ŘŖŗŗǰ ŘŖŗŘǰ ŘŖŗřǼ · Ȭ ¸ · Ĵ Ȭ ǯ ¢¸ǰ ȂĴ ¢¸ · â ǯ · ¢Ȭ ¸ ¢ Ȃ Ȃǯ Ĵ · Ȭ ¢ ǻǰ ŘŖŖŗǼǰ ·Ȭ. .
(13) . / :;,05 :/09646;6. ·· · ¢¸ Ȭ Ĵ ǻǻ ǰ ǰ ǰ ŘŖŖşǼ ǻ ǰ £ǰ ǰ ŘŖŖŚǼǼǯ ¢ Ȃ Ȃ· ¢¸ ¢Ȭ Ȭ ǻǻǰ ǰ ǰ ŘŖŖŝǼ ǻ ǰ ŘŖŖŜǼǼ ·ǯ · ·· · Ȭ Ȭ ȂĴ ¢¸ ·ǯ ȱ ¡ ¡ ¡ Ȭ ǻǻ ǰ ŘŖŗŖǼ ǻ ǯǰ ŘŖŖŗǼǼǯ ¥ ¡ǰ ¢¸ ·· ǰ ¡ǯ £ Ȃ · ¸ ě· ǻ¢ ǰ ǰ ǰ ŘŖŗŗǼǰ ù ¢ ¢ ³ ǯ. ёѼђ ёђ љю ѠќљѢѡіќћǯ ¢¸ ·· · Ȃ·. Σh (u(t)). x˙ 1 (t) x˙ (t) 2. =. f1 (x1 (t), x2 (t)) + h1 (x1 (t), x2 (t), u(t)). =. f2 (x1 (t), x2 (t))u(t) + h2 (x1 (t), x2 (t), u(t)),. ǻŘǯŗǼ. ǰ t ∈ Rǰ (x1 (t), x2 (t)) ∈ Rn−1 × R Ȃ· u(t) ∈ R Ȃ·ǯ Ȃǰ t ǯ · ¢ ǻŘǯŗǼ f1. ∈. C1 (Rn−1 × R, Rn−1 ),. h1. ∈. C1 (Rn−1 × R × R, Rn−1 ),. f2. ∈. C1 (Rn−1 × R, R),. h2. ∈. C1 (Rn−1 × R × R, R).. ǰ f1 (0, 0) = h1 (0, 0, 0) = 0ǰ h2 (0, 0, 0) = 0 f2 (x1 , x2 ) = 0 ⇔ (x1 , x2 ) = (0, 0)ǯ. ǰ (x1 , x2 ) ∈ Rn−1 × R. · xǰ iȬ· x1 ∈ Rn−1 · x1,i ǯ h1 (x1 , x2 , u) ≡ 0 h2 (x1 , x2 , u) ≡ 0ǰ ¢¸ ǻŘǯŗǼ ·. Σ(u)ǯ.
(14) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. · ¢¸ Σ(u)ǰ · Ȭ¢¸ x1 ě £· £·ǰ Ȃ ·Ȭ ¢¸ ǻ Řǯŝǯŗ Ǽ ϕb ∈ C0 (Rn 6=0 , R) . Ȃ ¢ Σ(ϕb ) ǻ ·· ǻ °ǰ ǰ Ȭ °ǰ ŗşşśǼ · Ĵ Ǽǯ ǰ h1 h2 · uǰ ¢¸ Ȃ ǻŘǯŗǼ ¥ · Ȃ· ǻȂ1 ǻŘǯŘŝǼ ¡Ǽǯ ǰ f2 (0, 0) = 0ǰ · · Ȭ |x|→0 ϕb (x) = ∞ǯ. Ȃ Ȃ ¢. · ¢ Ȃ ǻŘǯŗǼ ·ǯ ǰ ·· · Ȃ ¢¸ · Ȭǯ ¢ · Q ǰ q ∈ Qǰ Ȋ ¡ · Cq , Dq ⊂ Rn Cq ∪ Dq = Rn . [. Cq = R n ;. q∈Q. Ȋ ϕq : Rn → RDz Ȋ · gq : Rn ⇒ Q · Ȭ · ·ǯ ¢¸ ǻŘǯŗǼ · ¢ ¢ ¸ ǰ · ·Ȭ · Cq Dq DZ. Σh (K ). . x˙ q+. =. fh (x, ϕq (x)),. x. ∈. Cq ,. ∈. gq (x),. x. ∈. Dq ,. ǻŘǯŘǼ. ǻŘǯŘǼ ǰ · Dq ǰ ǰ · Cq ǯ. .
(15) . / :;,05 :/09646;6. ǯ Ĵ ¢¸ ǻ Ȃ¢¸ ǻŘǯŞǼǼǰ · Ȃ¡ Ȃ ¢ Ȃ ¢ ¢¸ ǻŘǯŗǼ ·ǯ ǰ · Ȃ¡ Ȃ ¢ · ¢¸ ·ǯ Ȭ¢¸ x1 h1 h2 ǯ Ĵ ¢¸ ǻ Ȃ¢¸ ŘǯŗŖǼ · Ȃ¡ Ȃ Ȃ ¢Ȭ Ȭ¢¸ x1 Σ ·ǯ Ȭ · h1 ǰ h2 ∂h1 Ȧ∂x2 · Ȭ Ψ · Ȃ· uǯ ǰ ·· ¢ Ȭ¢¸ x1 Σh · h1 · · · Ȃ· uDz ǯ Ĵ ¢¸ ǻ Ȃ¢¸ ŘǯŗŘǼǰ · Ȃ ȂĴ ǻŘǯŗǼ · ¢ ǯ. Ȃ¸ Ȃ¢¸ Ȭ¢¸ x1 h1 h2 ǰ ·ǯ · ·· ŘǯŗŚ Ȃ¡ Ȃ Ȭ ¢ ¢¸ ǻŘǯŗǼ ·ǯ · · Ĵ Ȭ ¢ ǯ · Ȃ ¢ǯ Ĵ Ȭ · ę Ȭ ǻ ŘǯŗǼǯ Ĵ ǰ Ȃ · · Ȃ · · ǯ Ȭ ·ǰ x Ȃǯ · ¢ ǯ ǰ · .
(16) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. x2 C2,l Ω=bℓ (Vl ) D2,l C1,l D1,l. Ω=cℓ (Vl ). -PN\YL ! 0SS\Z[YH[PVU KL S»HWWYVJOL WYVWVZtL. ¢¸ Ȃ Ȃ ȂĴǯ Ȭ·· fh ¡· Ȭ ¢¸ Σh · Ȃ Ȭ · ·ǰ Ȃǯ Ĵ ę ¢¸ Ĵ · ¡ ·ǯ · Ĵ ·· Ȭ ŘǯŘř ù · Ȃ·· ¢¸ Ȃ ȂĴǯ ··ǰ Ĵ Ȃ Ȃ ¢Ȭ ǻŘǯŗǼ ·ǰ · ŘǯŗŚǯ. ſǯƁǯƀ ѕюѝіѡџђ Ɓ. Ȃ Ȃ·Ȭ Ȭ· Ȃ¢ · ¢¸ · ·· ǻǰ ŗşŜŜǼ · ¢¸ · Ȃ·Ȭǯ ·ǰ · ·¸ ǰ · ǯ. x1. .
(17) . / :;,05 :/09646;6. ǻǰ ŗşŞşǼ Ȃ· ¥ Ȃ· ¢¸ ǻ Ǽǯ Ĵ ¢ ǻǰ ŘŖŖŗǼǯ · Ȭ ¢ ·· ǻ ǰ ŗşşśǼǯ ǻ
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(21) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. Ĵ ·· ··ǯ ǰ ¢¸ ǰ ¡ ¸ ¡ ¡ · ¡ ·ǯ Ȃ · ¢ Ȃǯ Ĵ ¹ ·· · ¡ ě· ·DZ Ȭǯ. ёѼђ ёђ љю ѠќљѢѡіќћǯ ¢¸ ·· · x˙ z˙. =. f(x, z),. =. g(x, z). ǻřǯŞǼ. f, g ∈ C1 (Rn , Rn )ǰ Ȭ¢¸ x z . V W ǰ ǰ ¢ ¢. ǯ ǰ ¢¸ ǻřǯŞǼ · y˙ = h(y)ǯ ·· V(x). >. γ(W(z)). ⇒. D+ f V(x, z). 6. −λx (x),. W(z). >. δ(V(x)). ⇒. D+ g W(x, z). 6. −λz (z),. ǻŗǯŗǼ. γ δ K∞ ǰ λx λz ·ę. ǯ. ·¸ · ǻřǯŞǼ ǰ s ∈ R>0 ǰ γ(s) ◦ δ(s) < s.. ǻ Ǽ. ù ǻ Ǽ Ȃ ǰ Ȃ · R>0 Ȃǰ Ȃ ¥ Ȃ. ¡. Ȋ ¡ γℓ γg Ȭ¢¸ x ǻřǯŞǼDz. Ȋ ¡ δℓ δg Ȭ¢¸ z ǻřǯŞǼDz. .
(22) . / :;,05 :/09646;6. Ȋ γℓ ◦δℓ γg ◦δg ǰ. Ȃ ¡ ě·Dz. Ȋ Ȃ Ȃ¡ ωȬ ǯ. ǰ ǰ ǻřǯŞǼ Ȃǯ ǰ n = m = 1ǰ Ĵ Ȭ ǯ ¢¸ · · Ȭ ·· Ȭǯ. · ·ǯ ¸ ¢¸ ǻ řǯśǼ Ȭ · ¢ V W Sǯ ··ǰ · Ȃ¡ ǰ Ȃ·· ǻŗǯŗǼ Dz. ·ǯ ¡¸ ¢¸ ǻ řǯŜǼ Ȭ Ȃ Sǰ · Ȃ¢¸ ··ǯ ·ǰ · · · ·Ȭ ·ǰ Ȃ ¥ Ȃ ¥ Ȃ Sǯ. · Ȃ Sǯ ··ǰ řǯŞ · ǰ ¢¸ řǯś řǯŜǰ ǻřǯŞǼ Ȭ ¸ Ȃ Sǯ ¡ řǯŞ ·· řǯş řǯŗŗǯ ··ǰ Ȃ¢¸ Ȭ · · S Ȃǰ ¢ ǻ řǯşǼǯ Ȃ¢¸ · · S .
(23) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. . Ȃ · Ȃ Rn Ȃǰ Ĵ ǻ řǯŗŗǼǯ řǯş řǯŗŗ ȂĴ Ȃ Ȃ ĴȬ ǰ ¡ ǻřǯŞǼ Ȃ ωȬǯ Ȃ¸ ǰ · ù ωȬ Ȭ ¡ ǯ ··ǰ · ·Ȭ ě· Ȃ Ĵ ȂĴ Ȃǯ ǰ · Ĝ ωȬ Ȃ¡ ǯ · ę Ȭǯ -PN\YL ! 0SS\Z[YH[PVU KLZ LUZLT ISLZ 3LIHZZPUK»H[[YHJ[PVUKLS»VYPNPUL YtNPVU IS\L YtNPVU K»H[[YHJ[PVU WV\Y S»LUZLTISL JVTWHJ[ YtNPVU YVZL X\P LZ[ S»H[[YHJ[L\Y NSVIHS SPNUL YV\NL L[ R SH YtNPVU YtZ\S[HU[ KL SH KPɈtYLUJL LU[YL S»H[[YHJ[L\Y NSVIHS L[ SL IHZZPU K»H[[YHJ[PVUKLS»VYNPUL. W. Ng R Nℓ. V Mℓ. Mg. Ȃ ωȬ ¢¸ · n > 2 · ·¸ řǯŗřǯ ··ǰ řǯş řǯŗŗǰ Ȃ ¡ · ρ R ǰ hρ Rǰ ǰ Ȃǯ ǰ Ȃ · ¥ £·ǯ.
(24) . / :;,05 :/09646;6. ¢¸ · n = 2 ·ǰ ·¸ řǯŗŚǰ Ȃ ωȬǯ ··ǰ řǯş řǯŗŗǰ h ě· £· Rǰ h Ȃ¢ Ȃ· Rǰ ǰ Ȭ Ȃǯ. ſǯƂ. џюѣюѢѥ ђћ ѐќѢџѠ. Ś · ·· · ·ǯ ·· ·ę â· Ȃ ¢¸ Ȭ ě· · Ȃ Ȃ·ǯ ǰ · ¡ ¥ ·ǯ ǰ · ř Ȃ¹ · Ȃ¡ ¡ ¢¸Dz ¡ ¢¸ ǯ ǰ Ȭ ·· ¢¸ · Ȃ¡ ·Dz ¡ ¸ ¢¸ ¢ ¥ Ȃęǯ ǰ ·· ·ę ¢¸ ¢ ¡· ¸ ¥ Ȃęǯ.
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(26) . / :;,05 :/09646;6. ŘǯśǯŚ. ŘǯŘŗ. Řǯśǯś. ŘǯŘř. ŘǯŜ ¢. śř śŚ. śś. Řǯŝ ¡ Ř. śś. Řǯŝǯŗ. . ŘǯŝǯŘ. Ȃ . Řǯŝǯř. ¢ ¢. ƀǯſ. śś śŝ śŞ. ћѡџќёѢѐѡіќћ. ¢ǰ ¢ ¢ ¢ ě ǻ¢Ǽ ¢Ȭ ¢ £ ǯ Ȭ ¢ǯ ǰ ¢ ě Ȭ ǻ ǰ ǰ ǰ ŗşşşǼǰ ǻ °ǰ ŘŖŖŞǼ ǻ£ ¢ǰ ŗşşŜǼǯ ǰ Ȭ ¢ǰ ¢ ǯ ¢ ¢ ¢¢ ǰ Ȭ ǻ ǰ ǰ ǰ ŘŖŗŗǰ ŘŖŗŘǰ ŘŖŗřǼ ¢ ¢ Ȭ ¢ Ĵ ¢ £ ǯ ¢ ǰ Ĵ ¢ Ĵǯ ¢ ¢ ¢ Ȭ £ ǯ ¢ ¢ £ ¢ ǻǰ ŘŖŖŗǼǰ ¢ ¢ ĴȂ ǻǻ ǰ ǰ ǰ ŘŖŖşǼ ǻ ǰ £ǰ ǰ ŘŖŖŚǼǼǯ ¢ Ȭ ¢ ¢ ¢¢ Ȭ Ȃ ǻǻǰ ǰ ǰ ŘŖŖŝǼ ǻ ǰ ŘŖŖŜǼǼǯ ¢ .
(27) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. . Ĵ Ȭ ¢ǯ ¡ ¡ ǻǻ ǰ ŘŖŗŖǼ ǻ ǯǰ ŘŖŖŗǼǼǯ ǰ ¢ ǰ Ȭ ¢ £ ¡ǯ ě ǻ¢ ǰ ǰ ǰ ŘŖŗŗǼǰ ¢ ¢ ¢ ǯ. ƀǯƀ. юѐјєџќѢћёǰ њќѡіѣюѡіќћǰ юћё ѝџќяљђњ ѠѡюѡђȬ њђћѡ. ƀǯƀǯſ ѦѠѡђњ Ѣћёђџ ѐќћѠіёђџюѡіќћ ¢ ę ¢. Σh (u). x˙ 1 (t) x˙ (t) 2. =. f1 (x1 (t), x2 (t)) + h1 (x1 (t), x2 (t), u(t)). =. f2 (x1 (t), x2 (t))u(t) + h2 (x1 (t), x2 (t), u(t)),. ǰ ¢ t ∈ Rǰ (x1 (t), x2 (t)) ∈ Rn−1 × R ǰ u(t) ∈ R ǯ ǰ t Ĵǯ. ¢ ǻŘǯŗǼ f1. ∈. C1 (Rn−1 × R, Rn−1 ),. h1. ∈. C1 (Rn−1 × R × R, Rn−1 ),. f2. ∈. C1 (Rn−1 × R, R),. h2. ∈. C1 (Rn−1 × R × R, R).. ǰ ¢ ¢ f1 (0, 0) = h1 (0, 0, 0) = 0ǰ h2 (0, 0, 0) = 0ǰ f2 (x1 , x2 ) = 0 ⇔ (x1 , x2 ) = (0, 0)ǯ. ǰ (x1 , x2 ) ∈ Rn−1 × R Ȭ. ¢ xǰ iȬ x1 ∈ Rn−1 ¢ x1,i ǯ . h1 (x1 , x2 , u) ≡ 0 h2 (x1 , x2 , u) ≡ 0ǰ ¢ ǻŘǯŗǼ ¢ Σ(u)ǯ. ƀǯƀǯƀ ќѡіѣюѡіќћ ¢ Σ(u)ǰ £¢ x1 Ȭ¢ ǰ ¢ Ȭ ŗ ǰ ϕb ∈ C0 (Rn 6=0 , R) . ¢ ¢¢ Σ(ϕb ) ǻǯǯ °ǰ Ȭ ǰ ° ǻŗşşśǼǼǯ ǰ h1 h2 uǰ ǻŘǯŗǼ ǻ ǻŘǯŘŝǼ ¡Ȭ Ǽǯ ǰ f2 (0, 0) = 0ǰ . . *M :LJ[PVU . ǻŘǯŗǼ.
(28) . / :;,05 :/09646;6. ¢ |x|→0 ϕb (x) = ∞ǯ. ¢ Ȭ. ¢ ¢ ǻŘǯŗǼ ǯ. ƀǯƀǯƁ юѐјєџќѢћё )HZLK VU 7YPL\Y .VLILS HUK ;LLS +LÄUP[PVU . ę Řǯŗ ǻ ¢ Ǽǯ. Ř. ¢ ǰ . ¢ K ǰ ę Q ⊂ Nǯ ¢ q ∈ Qǰ Ȋ Cq , Dq ⊂ Rn Cq ∪ Dq = Rn [. Cq = R n ;. q∈Q. Ȋ ϕq ∈ C0 (Rn , R)Dz Ȋ Ȭ gq ∈ OSC(Rn , Q)ǯ. ◦. ǰ ¡ ¢ ǯ ¢ ǻŘǯŗǼ K ¢ Ȭ ¢. Σh (K ). . x˙ q+. =. fh (x, ϕq (x)),. x. ∈. Cq ,. ∈. gq (x),. x. ∈. Dq ,. ǻŘǯŘǼ. ¢ Rn × Qǯ. ¢ ǻŘǯŘǼ ¢£ ¢ ǻ ǰ. ǰ ǰ ŘŖŗŘDz ǰ ǰ ǰ ŘŖŖŝǼǯ .VLILS :HUMLSPJL HUK ;LLS +LÄUP[PVU. . ę ŘǯŘ ǻ ¢ Ǽǯ ¢ T=. J−1 [. ř. T ⊂ R>0 × N . ([tj , tj+1 ], j). j=0. ę 0 = t0 6 t1 6 t2 6 · · · 6 tJ ǯ . ¢ ǰ ¢ (T, J) ∈ T ǰ T ∩ ([0, T ] × {0, 1, . . . , J}) ¢ ǯ 7YPL\Y .VLILS HUK;LLS +LÄUP [PVU. ę Řǯř ǻ ¢ Ǽǯ. ◦ Ś. T ¢ ǰ. X : T → Rn Q : T → Qǯ (X, Q) ¢ ǻŘǯŘǼ . Ȋ ę¡ jǰ t 7→ X(t, j) ¢ ¢ Ȭ ǰ (t, j) ∈ T Dz. Ȋ ę¡ jǰ t 7→ Q(t, j) ǰ (t, j) ∈ T ǯ.
(29) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. . Ȭ (X, Q) ę ¢ dom(X, Q)ǯ Ȭ ǰ 1 ǯ X(0, 0) ∈ CQ(0,0) ∪ DQ(0,0) Dz 2 ǯ ¢ j ∈ N Ij := {t ∈ R : (t, j) ∈ dom(X, Q)}ǰ ¢ t ∈ Ij ǰ. ˙ j) = fh (X(t, j), ϕQ(t,j) (X(t, j))), X(t,. X(t, j) ∈ CQ(t,j) ;. 3 ǯ ¢ (t, j) ∈ dom(X, Q) (t, j + 1) ∈ dom(X, Q)ǰ Q(t, j + 1) ∈ gQ(t,j) (X(t, j)),. X(t, j) ∈ DQ(t,j) .. ¢ (X, Q) Ȋ Ȭ dom(X, Q) Dz Ȋ (dom(X, Q)) = ∞Dz. Ȋ ¡ ¡ ¢ (X, Q) ǻŘǯŘǼ dom(X, Q) ( dom(X, Q)ǰ ¢ (t, j) ∈ dom(X, Q)ǰ (X(t, j), Q(t, j)) = (X(t, j), Q(t, j))ǯ. ◦. ¢ ¡ ǻŘǯŘǼ ę ŘǯŚ ǻ Ǽǯ. ś. ǰ ¢Ŝ q ∈ Qǰ. ŗǯ Cq Dq Rn Dz Řǯ fh (·, ϕq (·)) : Cq → Rn Dz řǯ Ȭ gq : Dq ⇒ Q ǰ ¢ ǰ ¢ x ∈ Dq ǰ gq (x) ¢ǰ ǻŘǯŘǼ ę ǯ. ◦. Řǯśǯ ¢ (X(0, 0), Q(0, 0)) ∈ CQ(0,0) ∪DQ(0,0) ǰ ¡ Ȭ ¢ (X, Q) ǻŘǯŘǼ ǯ (X, Q) Dz ǯ dom(X, Q) IJ ǰ J = j dom(X, Q)ǰ ¢ t → (X(t, J), Q(t, J)) ¡ Σh (ϕQ(t,J) )ǰ . |X(t, J)| → ∞,. t→T. T = t dom(X, Q)ǯ. )HZLKVU.VLILS :HUMLSPJL HUK;LLS (ZZ\TW[PVU HUK 7YPL\Y .VLILS HUK;LLS WW 0[LTZ HUK OH]L ILLU HKKLK OLYLMVY[OLZHRLVMJVTWSL[LULZZVM[OL JOHW[LY 0[LT OVSKZ MYVT +LÄUP[PVU 0[LT OVSKZ ZPUJL [OL M\UJ[PVUZ fh HUK ϕq HYLJVU[PU\V\Z . .
(30) . / :;,05 :/09646;6. ¢ ǰ Řǯś ǻŘǯŘǼ ę ŘǯŚǯ ŜǯŗŖ ǻ ǰ Ȭ ǰ ǰ ŘŖŗŘǼǰ ǯ Řǯś Řǯśǯŗǯ .VLILS :HUMLSPJL HUK ;LLS +LÄUP[PVU. . ę ŘǯŜ ǻ ¢ ¢Ǽǯ. ŝ ¢. ǻŘǯŘǼǯ A ⊂ Rn Ȋ ¢ ǻŘǯŘǼ ¢ ε > 0ǰ ¡ δ > 0 ǰ ¢ (X, Q) ǻŘǯŘǼ |X(0, 0)|A 6 δǰ |X(t, j)|A 6 εǰ ¢ (t, j) ∈ dom(X, Q)Dz Ȋ Ĵ ǻŘǯŘǼ ¡ δ0 > 0 ¢ (X, Q) ǻŘǯŘǼ |X(0, 0)|A 6 δ0 |X(t, j)|A = 0;. t+j→∞. Ȋ ¢¢ ǻŘǯŘǼ Ĵǯ )HZLK VU .VLILS :HUMLSPJL HUK ;LLS +LÄUP[PVU HUK 7YPL\Y .VLILS HUK;LLS +LÄUP[PVU. ĴŞ A . . X(0, 0) ∈ Rn ǰ ¢ Q(0, 0) ∈ Qǰ ¡ ¢. (X, Q) ǻŘǯŘǼ . |X(t, j)|A = 0.. t+j→∞. ę¡ ǰ ¢ ǯ. ◦. ¢ ę ŘǯŜ Qǯ )HZLKVU.VLILS :HUMLSPJL HUK;LLS +LÄUP[PVU. ę Řǯŝ ǻ ¢ ¢ Ǽǯ. ş. . ¢ ǻŘǯŘǼǯ ¢ q ∈ Qǰ Vq : dom(Vq ) → R>0 ¢ ¢ ǻŘǯŘǼ ǰ. ŗǯ Cq ∪ Dq ∪ gq (Dq ) ⊂ dom(Vq )Dz Řǯ Vq ¢ ě Cq ǯ ◦ ę Řǯŝ ę ǯřŚǰ Ȭ ęȬ ǯ. ƀǯƁ. ѡюћёіћє юѠѠѢњѝѡіќћѠ юћё џђѠѢљѡѠ. ƀǯƁǯſ ѡюћёіћє юѠѠѢњѝѡіќћѠ :[LPU:OPYVTV[V (UKYPL\ HUK7YPL\Y I . ŘǯŞ ǻ¢ £ ¢ Ǽǯ. ŗŖ. ę L ⊂ N ǰ ¢ l ∈ Lǰ ¡. .
(31) : ;( ) 0 3 0 A (; 0 6 5 < 5 + , 9 3 6 * ( 3 ( 5 + . 3 6 ) ( 3 * 6 5 : ; 9 ( 0 5 ; :. . Ȋ Cl ⊂ Rn Dl ⊂ Rn Cl ∪ Dl = Rn [. Cl = Rn ;. l∈L. Ȋ ϕl ∈ C0 (Rn , R)Dz Ȋ Ȭ gl ∈ OSC(Rn , L)Dz Ȋ Vl ∈ C1 (Rn , R>0 )ǰ αǰ α ∈ K∞ ǰ cℓ > 0 ¢ǰ ∀x ∈ R ,. α(|x|) 6 Vl (x) 6 α(|x|), ǻŘǯřǼ. ∀x ∈ (Ω6cℓ (Vl ) ∩ Cl ) \ {0},. Lfh Vl (x, ϕl (x)) < 0, ǻŘǯŚǼ. n. ∀x ∈ (Ω6cℓ (Vl ) ∩ Dl ) \ {0}, g ∈ gl (x),. Vg (x) − Vl (x) < 0.. 5V[L[OH[ ZPUJL[OLZL[ L PZÄUP[L P[PZ WVZZPISL[VWPJRM\UJ[PVUZVMJSHZZ K∞. [OH[IV\UKHSSM\UJ[PVUZ Vl . ǻŘǯśǼ. ¢ ¢ Vl Ȭ ¢ ǻŘǯřǼȬǻŘǯśǼ ¢ K0 ǯ. ◦. ǰ ¢ l ∈ Lǰ Vl ¢ ¢ Ȭ. ǯ. ę Řǯşǯ ¢ l ∈ Lǰ Vl ¢ ǻŘǯřǼȬǻŘǯśǼ ¢ ¢ ¢ŗŗ Σh (K0 )ǯ. ◦. :`Z[LT ǻŘǯŗǼ PUJSVZLKSVVW^P[O K0 PZ HUHSVNV\Z[V ǻŘǯŘǼ. Řǯśǰ ¢ Σh (K0 ) ę Ȭ ŗŘ ¡ ǯ ǻ ǰ ǰ ǰ ŘŖŖşǰ ŘŖǼǰ ŘǯŞ {0}×L ¢ ¢¢ Σh (K0 )ǯ ǰ ǰ ǻŘǯŚǼ ǰ ¢ l ∈ Lǰ ¢ Vl ¢. Ě ǯ ǻŘǯśǼ ǰ l ¢ g ∈ gl ǰ Vl (x). ¢ Vg (x)ǯ. ŗř. Ȭ ǯ Ȭ £ x˙ 1 = f1 (x1 , x2 ),. ǻŘǯŜǼ. x2 ǯ ŘǯŗŖ ǻǼǯ. ŗŚ. ¡ V1 ∈. (C1 ∩ P)(Rn−1 , R>0 )ǰ ψ1 ∈ C1 (Rn−1 , R)ǰ ¢. ĵ α ∈ K∞ . . :LL+LÄUP[PVU . ;V ZLL [OH[ Σh (K0 ) PZ Z[HISL PU [OL ZLUZL VM +LÄUP[PVU [OL PKLHZ VM ;OLVYLT .VLILS :HUMLSPJL HUK ;LLS HYL\ZLKOLYL :PUJL [OL M\UJ[PVUZ Vl HYL Z [ Y P J [ S ` K L J Y L H Z P U N H S V U N Z V S\[PVUZ VM Σh (K0 ) M V Y L ] L Y ` (t, j) ∈ dom(X, L) VL(t,j) (X(t, j)) 6 VL(0,0) (X(0, 0)) -YVT ǻŘǯřǼ |X(t, j)| 6 α−1 ◦ α (|X(0, 0)|) ;O\Z MVY L]LY` |X(0, 0)| 6 ε I` SL[[PUN δ = α−1 ◦ α(ε) |X(0, 0)| 6 δ ⇒ |X(t, j)| 6 ε /LUJL {0} × L PZZ[HISLMVY Σh (K0 ) 0[ UV^ YLTHPUZ [V ZOV^ [OH[ H[ [YHJ[P]P[` OVSKZ -YVT [OL JVU[P U\P[` [OL M\UJ[PVUZ Vl [OLYL L_PZ[Z α ∈ (C0 ∩ P)(Rn , R>0 ) Z\JO [OH[ Lh Vl (·, ϕl (·)) 6 −α(·) HUK Vg (·) − Vl (·) 6 −α(·) (ZZ\TL MVY [OL W\Y WVZLZVMJVU[YHKPJ[PVU [OH[[OLYLL_PZ[ r > 0 Z\JO[OH[ MVYL]LY` |X(0, 0)| 6 δ r 6 |X(t, j)| 6 ε MVY L]LY` (t, j) ∈ dom(X, L) 3L[ γ = {ρ(x) : r 6 |x| 6 ε} V(X(t, j)) 6 V(X(0, 0)) − γ(t + j) (Z t + j PUJYLHZLZ [OL ]HS\L V(X(t, j)) ^PSSILJVTLULNH[P]L JVU[YHKPJ[PUN P[Z WVZP[P]L KLÄUP[LULZZ ;O\Z [OL ZL[ {0} × L PZ H[[YHJ[P]L [V Σh (K0 ) ;OLYLMVYLP[PZSVJHSS`HZ`TW [V[PJHSS`Z[HISLMVY Σh (K0 ) :[LPU:OPYVTV[V (UKYPL\ HUK7YPL\Y I .
(32) . / :;,05 :/09646;6. ǯ £ ǻŘǯŜǼDZ ¢ x1 ∈ Rn−1 ǰ Lf1 V1 (x1 , ψ1 (x1 )) 6 −α(V1 (x1 ));. ǰ ¡ Ψ ∈ C0 (Rn , R)ǰ Ȭ ε M 0 < ε 6 1 ¢ǰ ¢ (x1 , x2 , u) ∈ Rn−1 × R × Rǰ. ǯ h1 DZ |h1 (x1 , x2 , u)|
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(36) ∂h1
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