Consistency and Lyapunov Stability of Linear Singular Time Delay Systems: a Geometric Approach

When we consider the control design of practical systems (chemical engineering systems, lossless transmission lines, large-scale electric network control, aircraft attitude control, flexible arm control of robots, etc.), time-delay often appears in many situations. Singular time delayed systems are the dynamic systems described by a mixture of algebraic and differential equations with retarded argument. This paper investigates the geometric description of initial conditions that generate smooth solutions to such problems and the construction of the Lyapunov stability theory to bound the rates of decay of such solutions. The new delay dependent conditions for asymptotic stability for the class of systems under consideration were derived. Moreover, the result is expressed in terms of only systems matrices that naturally occur in the model, therefore avoiding the need to introduce algebraic transformations into the statement of the main theorem.На практике при рассмотрении различных систем с управлением (химические инженерные системы, линии передачи без потерь, крупномасштабное управление электрической сетью, управление ориентацией самолета, гибкое управление руками роботов и т.д.) часто во многих ситуациях мы можем наблюдать наличие временного запаздывания. Вырожденные системы с запаздыванием являются динамическими системами, описываемыми взаимосвязанными алгебраическими и дифференциальными уравнениями. В данной работе исследуются геометрические представления начальных данных, которые обеспечивают гладкость решений рассматриваемых задач. Также изучается построение теории устойчивости Ляпунова для ограничения скорости убывания решений. Для одного класса изучаемых систем получены новые условия асимптотической устойчивости, зависящие от запаздывания. Более того, результат выражается в терминах матриц, которые задают систему и естественным образом возникают при моделировании, однако при этом отсутствует необходимость введения алгебраических преобразований в утверждение основной теоремы