HNUE JOURNAL OF SCIENCE DOI: 10.18173/2354-1059.2019-0003<br />
Natural Sciences 2019, Volume 64, Issue 3, pp. 26-35<br />
This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn<br />
<br />
<br />
<br />
XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN ỔN ĐỊNH MŨ TOÀN CỤC CHO ĐIỂM CÂN BẰNG<br />
CỦA MẠNG NƠRON TẾ BÀO CÓ XUNG VÀ TRỄ BIẾN THIÊN<br />
<br />
Đặng Thị Thu Hiền và Đinh Bích Hảo<br />
Khoa Tự nhiên, Trường Đại học Hoa Lư<br />
<br />
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng<br />
nơron tế bào có xung và trễ biến thiên. Dựa trên việc xây dựng hàm Lyapunov, sử dụng bất<br />
đẳng thức Young và một số kĩ thuật của giải tích như: tính chất của hàm số liên tục trên một<br />
đoạn, tính chất của inf và sup, chúng tôi sẽ xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục mới cho<br />
điểm cân bằng của mạng nói trên. Ngoài ra, chúng tôi lấy ví dụ minh họa cho kết quả đạt được.<br />
Từ khóa: Ổn định mũ toàn cục, mạng nơron tế bào, xung, trễ, hàm Lyapunov.<br />
<br />
1. Mở đầu<br />
Trong những năm gần đây mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên đã thu hút được sự<br />
quan tâm nghiên cứu sâu rộng và mạnh mẽ của các nhà khoa học trên thế giới vì các ứng dụng<br />
liên quan đến xử lí tín hiệu và hình ảnh, nhận dạng mẫu hình, liên kết bộ nhớ,... Đã có nhiều kết<br />
quả công bố về sự ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng có dạng sau:<br />
'<br />
x i (t) ci x i (t) a ij f j (x j (t)) b ijf j x j (t j (t)) I i , t t k , t t 0<br />
n n<br />
<br />
<br />
j1 j1 , (1.1)<br />
x i (t k ) x i (t k ) x i (t k ) Pi x i (t k ) , k 1, 2,...,<br />
<br />
<br />
Kết quả trong [1, 2] cho thấy sự phụ thuộc của độ trễ vào các thời điểm xung, cụ thể yều<br />
cầu tk tk 1 , k 1 được đặt ra, do đó kết quả chỉ có giá trị đối với sự chậm trễ nhỏ nên<br />
không có ý nghĩa đối với một số ứng dụng thực tế. Kết quả trong [3, 4] đòi hỏi k 1 k2 , như vậy<br />
mạng ban đầu không có tác động của xung cần được ổn định. Kết quả trong [5] của Bo wu, Yang<br />
Liu, Jianquan Lu đạt được mà không đặt ra yêu cầu k 1 k2 , với kết quả này mạng ban đầu không<br />
có tác động của xung có thể không ổn định, điều này cho thấy xung đóng vai trò quan trọng trong<br />
việc làm cho điểm cân bằng của mạng ổn định mũ toàn cục.<br />
Trong bài báo này, chúng tôi mở rộng mô hình (1.1) sang mô hình (1.2) dưới đây. Chúng tôi<br />
sẽ xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng (1.2). Kết quả của<br />
chúng tôi vừa góp phần xây dựng thêm tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của<br />
mạng (1.1) vừa góp phần mở rộng kết quả ở mô hình tổng quát hơn.<br />
<br />
<br />
Ngày nhận bài: 5/3/2019. Ngày sửa bài: 19/3/2019. Ngày nhận đăng: 26 /3/2019.<br />
Tác giả liên hệ: Đặng Thị Thu Hiền. Địa chỉ e-mail: dtthien@hluv.edu.vn<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
26<br />
Xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên<br />
<br />
<br />
'<br />
x i (t) ci x i (t) a ij f j (x j (t)) b ijg j x j (t j (t)) I i , t t k , t t 0<br />
n n<br />
<br />
<br />
j1 j1 , (1.2)<br />
x i (t k ) x i (t k ) x i (t k ) Pi x i (t k ) , k 1, 2,...,<br />
<br />
<br />
trong đó i 1, 2,..., n, n 2 là số nơron của mạng; j (t) là sự truyền trễ dọc theo sợi trục của các<br />
nơron thứ j và thỏa mãn 0 j (t) ; 0 t 0 t1 t 2 ..., lim t k với t 0 là thời điểm ban<br />
k <br />
<br />
<br />
đầu, t1 , t 2 ,..., là các thời điểm xung; PC : ,0 n<br />
, (t) liên tục hầu khắp nơi trừ ra tại<br />
<br />
hữu hạn các điểm t mà tại đó tồn tại (t ), (t ) và (t ) (t) ; BC PC : bị chặn <br />
<br />
trên , 0 , với BC ta xác định sup (s) .<br />
s ,0<br />
<br />
Kí hiệu x(t) x(t, t 0 , ) là nghiệm của hệ (1.2) thỏa mãn điều kiện ban đầu x t 0 , tức là<br />
x t0 (s) x(t 0 s) (s),s ,0 . Giả sử nghiệm của (1.2) liên tục khắp nơi trừ tại các thời<br />
điểm xung t k mà tại đó nghiệm liên tục trái và tồn tại giới hạn phải.<br />
Điểm x* (x1*, x *2,..., x *n) T n<br />
được gọi là điểm cân bằng của hệ (1.2) nếu<br />
<br />
n n<br />
<br />
<br />
0 c x<br />
i i<br />
*<br />
<br />
j1<br />
a f<br />
ij j (x *<br />
j ) <br />
j1<br />
bijg j (x *j ) Ii<br />
,i 1, 2,..., n (1.3)<br />
<br />
0 Pi (x i )<br />
*<br />
<br />
<br />
Ta sẽ nghiên cứu mô hình (1.2) với các giả sử sau:<br />
A1 ) Tồn tại các hằng số Li 0, Ni 0,i 1, 2,..., n thỏa mãn<br />
fi (x1 ) fi (x 2 ) Li | x1 x 2 |, gi (x1 ) gi (x 2 ) Ni x1 x 2 , x1, x 2 ,i 1, 2,..., n.<br />
A 2 ) Pi xi (t k ) ik x i (t k ) x*i ,1 d k ik 1 d k , trong đó 0 d k 1 , i 1, 2,..., n,<br />
k 1, 2,...,<br />
A 3 ) Tồn tại duy nhất điểm cân bằng thỏa mãn (1.3).<br />
<br />
2. Nội dung nghiên cứu<br />
2.1. Một số định nghĩa<br />
<br />
Định nghĩa 2.1. Hàm V : n<br />
được gọi là thuộc lớp V0 nếu<br />
(i) V liên tục trên mỗi tập (t k 1 , t k ] n<br />
, k 1, 2,..., và V(t,0) 0, t t 0 ,<br />
(ii) V(t, x) là Lipschitz địa phương theo x,<br />
(iii) Với mỗi k 1, 2,... tồn tại giới hạn lim V(t, y) V(t k , x).<br />
(t,y) (t k ,x)<br />
<br />
Định nghĩa 2.2. Cho hàm V V0 . Với (t, x) [t k 1 , t k ) n<br />
, k 1, 2,..., đạo hàm trên bên phải<br />
của V V0 đối với hệ (1.2) được xác định bởi:<br />
<br />
<br />
27<br />
Đặng Thị Thu Hiền và Đinh Bích Hảo<br />
<br />
V t h, x(t h) V t, x(t) <br />
D V t, x(t) lim .<br />
h 0 h<br />
Định nghĩa 2.3. Điểm cân bằng x* (x1* , x*2 ,..., x*n )T của hệ (1.2) được gọi là ổn định mũ toàn<br />
cục nếu 0, M 1 sao cho: x(t, t 0 , ) x* M x* e (t t 0 ) , t t 0 .<br />
<br />
<br />
Đặt yi (t) xi (t) x*i ,i 1, 2,..., n thì hệ (1.2) trở thành:<br />
'<br />
bij g j y j (t j (t)) x *j g j (x *j ) <br />
n n<br />
<br />
i<br />
<br />
y (t) c y<br />
i i (t) j1<br />
a f<br />
ij j y j (t) x *<br />
j f j (x *<br />
)<br />
j <br />
<br />
j1 .<br />
yi (t k ) Pi yi (t k ) x i , i 1, 2,..., n, k 1, 2,...<br />
*<br />
<br />
1 1 a p bq<br />
Bổ đề 2.1 (Bất đẳng thức Young ) Cho a, b 0 và p, q 1 : 1 . Khi đó: ab .<br />
p q p q<br />
2.2. Kết quả chính<br />
Trong mục này, chúng tôi xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của<br />
mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên (1.2).<br />
Định lí 2.1 Giả sử p 1, 1 , 2 ,..., n 0 và các điều kiện A1 A3 được thỏa mãn. Đặt:<br />
p j p j <br />
(p 1) L j N j , k 2 max Ni b ji<br />
n n n<br />
k1 min pci Li a ji .<br />
1i n<br />
j1 i j1 1i n<br />
j1 i <br />
<br />
Giả sử: k1 0 và 0, 0 :<br />
k 2e<br />
(i) k1 , k 1, 2,... , với 0 d 0 1, d k được cho trong A 2 ,<br />
d k 1<br />
(ii) ln d k 1 ( )(t k t k 1 ), k 1, 2,...<br />
Khi đó, điểm cân bằng của hệ (1.2) là ổn định mũ toàn cục.<br />
Chứng minh. Đặt max max{1 , 2 ,..., n }, min min{1 , 2 ,..., n }. Ta xác định hàm<br />
1<br />
n<br />
n p p<br />
Lyapunov v(t) V t, y(t) i yi (t) và xét y(t) yi (t) .<br />
p<br />
<br />
i 1 i 1 <br />
n<br />
<br />
p y (t)<br />
p 1<br />
Với t t 0 và t t k , k 1, 2,... ta có: D v(t) i i sgn(yi (t)) y 'i (t) . Do đó:<br />
i 1<br />
<br />
<br />
<br />
sgn yi (t) ci yi (t) a ij f j y j (t) x *j f j (x *j ) <br />
n n<br />
D v(t) i p yi (t)<br />
p 1<br />
<br />
i 1 j1<br />
<br />
<br />
<br />
bij g j y j (t j (t)) x*j g j (x*j ) <br />
n<br />
<br />
<br />
j1 <br />
<br />
<br />
<br />
28<br />
Xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên<br />
<br />
<br />
<br />
i p ci yi (t) L j a ij yi (t) y j (t) N j bij yi (t) y j t j (t) . (2.1)<br />
n n n<br />
p p 1 p 1<br />
<br />
i 1 j1 j1 <br />
<br />
p<br />
+ Trường hợp p 1 . Áp dụng bất đẳng thức Young với p 1, q ta có:<br />
p 1<br />
p p<br />
<br />
a y (t) p 1<br />
p 1 a ij y j (t)<br />
<br />
p<br />
ij y j (t) i yi (t) ,<br />
p p<br />
bij y j t j (t) <br />
p p<br />
<br />
<br />
b y t (t) y (t) <br />
ij j j i<br />
p 1<br />
<br />
p<br />
<br />
p 1<br />
p<br />
p<br />
yi (t) .<br />
<br />
p j <br />
L j N j i yi (t) <br />
n n n<br />
<br />
Do đó D v(t) i ji <br />
p<br />
i<br />
pc L a (p 1)<br />
i 1 j1 i j1 <br />
p j p<br />
n n<br />
Ni b ji i yi t i (t) k1 v(t) k 2 sup v(s) .<br />
i 1 j1 i t s t<br />
<br />
<br />
n j n j <br />
+ Trường hợp p 1 . Khi đó: k1 min ci Li<br />
1i n<br />
a ji , k 2 max<br />
i 1i n<br />
Ni b ji .<br />
i <br />
j1 j1<br />
Từ (2.1) ta có:<br />
n n j n n j <br />
D v(t) ci Li a ji <br />
i iy (t) i b ji<br />
N i yi t i (t) .<br />
i 1 j1 i i 1 j1 i <br />
k1 v(t) k 2 sup v(s)<br />
t s t<br />
<br />
Vậy ta chứng minh được: D v(t) k1 v(t) k 2 sup v(s)<br />
t s t<br />
<br />
1 1 k1<br />
Tiếp theo, ta đặt sup . Từ giả thiết A1 ) , k 1<br />
k 1 d k 1 d k 1 k 2e<br />
<br />
k1<br />
<br />
k1 k 2e .<br />
k 2e<br />
Từ A 2 ) ta có:<br />
1<br />
e( )(t1 t0 ) 1 . Do đó, M 1: e( )(t1 t0 ) M e . (2.2)<br />
d k 1<br />
p p p<br />
Suy ra: x* x* e(t1 t0 ) M x* e (t1 t 0 ) .<br />
.<br />
* p<br />
Tiếp theo ta chứng minh: v(t) max M x e (t t0 ) , t (t 0 , t1 ].<br />
<br />
<br />
Ta quy về chứng minh:<br />
29<br />
Đặng Thị Thu Hiền và Đinh Bích Hảo<br />
<br />
p<br />
v(t) max M x* e (t1 t0 ) , t (t 0 , t1 ]. (2.3)<br />
<br />
<br />
Vì v(t) liên tục trái tại t1 nên để chứng minh (2.3) ta chỉ cần chứng minh<br />
p<br />
v(t) max M x* e (t1 t0 ) , t (t 0 , t1 ). (2.4)<br />
<br />
<br />
Giả sử (2.4) không đúng. Khi đó tồn tại t (t 0 , t1 ) sao cho<br />
p p<br />
v(t) max M x* e (t1 t0 ) max x* v(t 0 s), s [ ,0]. (2.5)<br />
<br />
<br />
<br />
p<br />
Đặt t = inf t : v(t) max M x* e (t1 t 0 ) , t (t 0 , t)<br />
<br />
p<br />
v(t) max M x * e (t1 t0 )<br />
Dễ thấy, t (t 0 , t) và . (2.6)<br />
v(t) v(t), t [t 0 , t]<br />
<br />
<br />
<br />
p<br />
* p v(t) max x*<br />
Đặt: t sup t : v(t) max x , t [t 0 , t) t [t 0 , t) : . (2.7)<br />
<br />
v(t) v(t), t [t, t]<br />
<br />
Với s [ , 0], t [t, t] thì t s [t , t] [t 0 , t] . Do đó từ (2.2), (2.6), (2.7) ta có:<br />
p p<br />
v(t s) max M x* e (t1 t0 ) max e x* e v(t) e v(t).<br />
<br />
<br />
Suy ra D v(t) k1v(t) k 2 e v(t) (k 1 k 2e )v(t) ( )v(t), t [t, t] .<br />
<br />
Do đó hàm u(t) v(t)e ( )t nghịch biến trên [t, t]. Do đó:<br />
p p<br />
v(t) v(t)e( )(t t ) max x* e( )(t t ) max x* e(t1 t0 ) <br />
<br />
<br />
* p<br />
max M x e (t1 t 0 )<br />
v(t) (vô lý) (2.4) đúng<br />
<br />
p<br />
Tiếp theo ta đi chứng minh: v(t) max M x* e (t t0 ) , t (t k 1 , t k ], k 1.<br />
<br />
<br />
* p<br />
Giả sử: v(t) max M x e (t t0 ) , t (t k 1 , t k ], k=1,2,...,m. (2.8)<br />
<br />
p<br />
Ta sẽ chứng minh: v(t) max M x* e (t t 0 ) , t (t m , t m1 ] . (2.9)<br />
<br />
<br />
Vì v(t) liên tục trái tại t m 1 nên để chứng (2.9) ta chỉ cần chứng minh :<br />
p<br />
v(t) max M x* e (t t0 ) , t (t m , t m1 ). (2.10)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Giả sử (2.10) không đúng. Ta xác định: t=inf t (t m , t m1 ) : v(t) max M x * p<br />
<br />
e (t t0 ) .<br />
<br />
Theo giả thiết: ln d k 1 ( )(t k t k 1 ), k 1, 2,...<br />
0 d k 1 1 d kp 1 d k 1 , p 1, k 1<br />
<br />
yi (t m ) Pi yi (t m ) x <br />
n n<br />
<br />
i 1 im x i (t m ) x *i <br />
p p<br />
<br />
Ta có: v(t ) * p<br />
m i i<br />
i 1 i 1<br />
<br />
30<br />
Xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên<br />
<br />
n<br />
i d mp x i (t m ) x*i d pm v(t m ) d m v(t m ) d m max M x * e (t m t0 ) <br />
p p<br />
<br />
<br />
i 1<br />
<br />
d me (t m1 t m ) max M x* e (t t0 ) max M x* e (t t 0 ) .<br />
p p<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Từ đó t t m . Từ tính liên tục của v(t) và tính chất của inf ta có:<br />
<br />
<br />
v(t) M x* p e (t t 0 )<br />
max <br />
* p (t t 0 )<br />
. (2.11)<br />
v(t) max M x e , t (t m , t)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Đặt: t sup t | v(t) d m e<br />
* (t m1 t m ) p<br />
max M x* e (t t0 ) , t (t m , t) .<br />
<br />
p<br />
Dễ thấy t * (t m , t) và thỏa mãn v(t * ) d m max M x* e (t m1 t m )e (t t0 ) .<br />
<br />
<br />
<br />
Với t [t , t], s [ ,0] ta có t s (t 0 , t m ] hoặc t s (t m , t] .<br />
*<br />
<br />
<br />
Do đó từ (2.5), (2.8), (2.11) ta có:<br />
p p<br />
v(t s) max M x* e (t st0 ) max M x* e (t t 0 )e (t t )e <br />
<br />
<br />
<br />
* p (t t 0 ) (t m1 t m ) v(t* )e<br />
max M x e e e .<br />
dm<br />
v(t * )e e <br />
sup v(s) D v(t) k1 k 2 v(t) ( )v(t), t [t , t].<br />
*<br />
<br />
t s t dm d m <br />
<br />
<br />
Từ đó hàm u(t) v(t)e ( )t nghịch biến trên [t , t] . Điều này dẫn đến:<br />
*<br />
<br />
p<br />
v(t) v(t * )e( )(t t ) d mmax M x* e (t m1 t m )e (t t0 )e( )(t t<br />
* *<br />
)<br />
<br />
p<br />
e ( )(t m1 t m ) Mmax x* e (t m1 t m ) e (t t0 ) e( )(t t 0 ) e( )(t t<br />
*<br />
)<br />
<br />
p p<br />
max M x* e(t m1 t m ) e (t t0 )e(t t ) max M x* e (t t0 ) v(t) (vô lý).<br />
*<br />
<br />
<br />
<br />
* p<br />
Vậy ta đã chứng minh được: v(t) max M x e (t t 0 ) , t (t k 1 , t k ], k 1 (2.12)<br />
<br />
p<br />
Hiển nhiên, (2.12) cũng đúng khi t t 0 . Do đó: v(t) max M x* e (t t0 ) , t t 0 .<br />
<br />
1<br />
<br />
(t t 0 ) 1 p<br />
Vì v(t) min y(t) x(t, t 0 , ) x y(t) M max x * e p , t t 0 .<br />
p * p<br />
<br />
<br />
min <br />
<br />
<br />
<br />
Do đó, điểm cân bằng của hệ (1.1) là ổn định mũ toàn cục.<br />
<br />
Trong Định lí 2.1, cho p 1, i 1, i 1, 2,..., n ta có hệ quả sau:<br />
<br />
<br />
31<br />
Đặng Thị Thu Hiền và Đinh Bích Hảo<br />
<br />
Hệ quả 2.1. Giả sử các điều kiện A1 A3 được thỏa mãn.<br />
n n <br />
Đặt: k1 min ci Li<br />
1i n<br />
a ji , k 2 max<br />
1i n<br />
i b ji<br />
N .<br />
j1 j1 <br />
Giả sử k1 0 và 0, 0 sao cho:<br />
k 2e<br />
(i) k1 , k 1, 2,... , với 0 d 0 1, d k được cho trong A 2 ,<br />
d k 1<br />
(ii) ln d k 1 ( )(t k t k 1 ), k 1, 2,...<br />
Khi đó, điểm cân bằng của hệ (1.2) là ổn định mũ toàn cục.<br />
Định lí 2.2. Giả sử các điều kiện A1 A3 được thỏa mãn. Đặt:<br />
<br />
<br />
n n<br />
k1 min 2ci Li a ji L j a ij N j bij , k 2 max N i b ji .<br />
1i n 1i n<br />
j1 j1 <br />
Giả sử: k1 0 và 0, 0 :<br />
k 2e<br />
(i) k1 , k 1, 2,... , với 0 d 0 1, d k được cho trong A 2 ,<br />
d k 1<br />
(ii) ln d k 1 ( )(t k t k 1 ), k 1, 2,...<br />
Khi đó, điểm cân bằng của hệ (1.2) là ổn định mũ toàn cục.<br />
Chứng minh.<br />
1<br />
n n<br />
2 2<br />
Ta xác định hàm Lyapunov v(t) V t, y(t) yi (t) và xét y(t) yi (t) .<br />
2<br />
<br />
i 1 i 1 <br />
n<br />
Với t t 0 và t t k , k 1, 2,... ta có: D v(t) 2 y (t) sgn(y (t)) y (t) . Do đó:<br />
i 1<br />
i i<br />
'<br />
i<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
D v(t) 2 yi (t) sgn yi (t) ci yi (t) a ij f j y j (t) x *j f j (x *j ) <br />
n n<br />
<br />
<br />
i 1 j1<br />
<br />
<br />
<br />
bij g j y j (t j (t)) x*j g j (x*j ) <br />
n<br />
<br />
<br />
j1 <br />
<br />
2 ci yi (t) L j a ij yi (t) y j (t) N j bij yi (t) y j t j (t) .<br />
n n n<br />
2<br />
<br />
i 1 j1 j1 <br />
2 2<br />
yi (t)<br />
2<br />
y j (t) yi (t)<br />
2<br />
y j (t j (t))<br />
Ta có: yi (t) y j (t) , yi (t) y j (t j (t)) <br />
2 2 2 2<br />
<br />
<br />
<br />
32<br />
Xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên<br />
<br />
<br />
n <br />
<br />
n<br />
<br />
i Li a ji L j a ij N j bij yi (t) <br />
<br />
2<br />
Do đó D v(t) 2c<br />
i 1 j1 <br />
2<br />
n n <br />
Ni b ji yi t i (t) k1 v(t) k 2 sup v(s) .<br />
i 1 j1 t s t<br />
<br />
<br />
<br />
v(t m ) yi (t m ) Pi yi (t m ) x *i 1 im x i (t m ) x *i <br />
n 2 n<br />
2 2<br />
Ta có:<br />
i 1 i 1<br />
n<br />
d 2m x i (t m ) x*i d 2m v(t m ) d m v(t m ).<br />
2<br />
<br />
i 1<br />
<br />
Do đó định lí chứng minh tương tự Định lí 2.1.<br />
<br />
<br />
2.3. Ví dụ<br />
Ví dụ 2.1. Xét mạng nơron tế bào có xung và trễ sau:<br />
<br />
x 'i (t) ci x i (t) a ijf j x j (t) bijg j x j (t j (t)) I i , t t k , t t 0 , trong đó<br />
2 2<br />
<br />
<br />
j1 j1<br />
<br />
1<br />
fi (x i ) <br />
2<br />
xi 1 xi 1 , gi (x i ) x i 1 x i 1 (i 1, 2), t 0 0, t k t k 1 0.1,<br />
A 0.4 0.1 , B 1 0.2 , c c 3, I 2.7424242, I 0.60606072.<br />
0.2 0.2 0.3 0.2 1 2 1 2<br />
<br />
<br />
1.8181818 x1 (t k )<br />
x 1 (t k 0) <br />
0 1 (t) 2 (t) sin 2 (t) 1, 2 , k 1, 2,...<br />
1.0606064 x 2 (t k )<br />
x 2 (t k 0) <br />
6<br />
Dãy {tk }k 1 lập thành cấp số cộng, tk 0.1k , k 1 . Do đó tk , k <br />
Dễ thấy fi , g i thỏa mãn điều kiện A1 với Li 1, Ni 2, i 1, 2 . Ta tính được<br />
n n 3 7<br />
k1 min ci Li a ji 2.4, k 2 max N i b ji 2.6, , 1k , 2k , k 1, 2,...<br />
1i n 1i n<br />
j1 j1 2 6<br />
<br />
Chọn d k 0.8, k 0,1, 2,..., 1.4, 0.1 ta thấy các điều kiện A 2 , A3 và của Hệ quả 2.1 đều<br />
được thỏa mãn. Vậy điểm cân bằng duy nhất x* (0.6060606,0.1515152) T của mạng là ổn<br />
định mũ toàn cục.<br />
Ví dụ 2.2. Xét mạng nơron tế bào có xung và trễ sau:<br />
<br />
x 'i (t) ci x i (t) a ijf j x j (t) bijg j x j (t j (t)) I i , t t k , t t 0 , trong đó<br />
2 2<br />
<br />
<br />
j1 j1<br />
<br />
<br />
fi (x i ) <br />
1<br />
2<br />
xi 1 xi 1 , gi (x i ) sin x i (i 1, 2), t 0 0, t k t k 1 0.15,<br />
33<br />
Đặng Thị Thu Hiền và Đinh Bích Hảo<br />
<br />
<br />
A 1 1 , B 1 1.5 , c c 4, I 2.777046158, I 0.613983916.<br />
0.6 0.8 0.3 1 1 2 1 2<br />
<br />
<br />
1.8262806 x1 (t k )<br />
1 2 1 x1 (t k 0) <br />
0 1 (t) 2 (t) sin (t) , 3 , k 1, 2,3,...<br />
2 2 x (t 0) 0.0668151 x 2 (t k )<br />
<br />
2 k<br />
4<br />
Dãy {tk }k 1 lập thành cấp số cộng, tk 0.15k , k 1 . Do đó tk , k <br />
Dễ thấy fi , g i thỏa mãn điều kiện A1 với Li 1, Ni 1, i 1, 2 .<br />
Ta tính được:<br />
<br />
<br />
n n<br />
k1 min 2ci Li a ji L j a ij N j bij 1.9, k 2 max Ni b ji 2.5,<br />
1i n 1i n<br />
j1 j1 <br />
2 3<br />
1k , 2k , k 1, 2,...<br />
3 4<br />
<br />
Chọn d k 0.5, k 0,1, 2,..., 3.6, 0.1 ta thấy các điều kiện A 2 , A3 và của Định lý 2.2<br />
đều được thỏa mãn. Vậy điểm cân bằng duy nhất x* (0.9131403,0.0222717) T của mạng là ổn<br />
định mũ toàn cục.<br />
Nhận xét 2.1. Nếu g j f j , 1 j n thì mô hình (1.2) trở thành mô hình (1.1) và Hệ quả 2.1<br />
khi đó chính là một kết quả trong [5].<br />
Nhận xét 2.2. Trong Ví dụ 2.1, Ví dụ 2.2 của chúng tôi nhằm minh họa cho kết quả đạt được, ta<br />
thấy tk tk 1 , k 1 và k1 k2 . Do đó kết quả của chúng tôi cải thiện so với một số kết quả<br />
đã đạt được, chẳng hạn trong [1-4].<br />
<br />
3. Kết luận<br />
Nếu gi fi ,1 i n thì mô hình (1.2) chính là mô hình (1.1). Như vậy kết quả của chúng<br />
tôi sẽ góp phần xây dựng thêm tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mô hình<br />
(1.1). Ngoài ra, kết quả được mở rộng ở mô hình tổng quát hơn. Kết quả của chúng tôi đạt được<br />
ngay cả khi mạng ban đầu không có tác động của xung có thể không ổn định, điều này đặc biệt có<br />
ý nghĩa đối với các ứng dụng trong kỹ thuật và công nghệ; hơn nữa, độ trễ là bị chặn tùy ý. Đó<br />
là lợi thế về kết quả của chúng tôi so với một số kết quả đã được công bố.<br />
<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
<br />
[1] Qing wang, Xinzhi Liu, 2008. Impulsive stabilization of cellular neural networks with time<br />
delay via lyapunov functionals. J. Nonlinear Sci. App, 1, pp. 72-86.<br />
[2] Xinzhi Liu and Qing Wang, 2008. Impulsive stabilization of high - order hopfield - type<br />
neural networks with time - varying delays. Iee Transactions on Neural Networks, 19, 1, pp. 71-79.<br />
[3] Ivanka M. Stamova, Rajcho Ilarionov, 2010. On global exponential stability for impulsive<br />
cellular neural networks. Computers and Mathematics with Application, 59, pp. 3508-3515.<br />
34<br />
Xây dựng tiêu chuẩn ổn định mũ toàn cục cho điểm cân bằng của mạng nơron tế bào có xung và trễ biến thiên<br />
<br />
<br />
[4] Shair Ahmad, IvankaM.Stamova, 2008. Global exponential stability for impulsive cellular<br />
neural networks with time - varying delays. Nonlinear Analysis, 69, pp. 786-795.<br />
[5] Bo wu, Yang Liu, Jianquan Lu, 2012. New results on global expontial stability for impulsive<br />
cellular neural networks with any bouned time - varying delays. Mathematical and Computer<br />
Modelling, 55, pp. 837- 843.<br />
<br />
ABSTRACT<br />
<br />
The building global exponential stability criteria for the equilibrium point<br />
of impulsive cellular neural networks with time – varying delays<br />
<br />
Dang Thi Thu Hien and Dinh Bich Hao<br />
Faculty of Natural Science, Hoa Lu University, Ninh Binh<br />
In this paper, the global exponential stability criteria for the equilibrium point of impulsive<br />
cellular neural networks with time - varying delays is studied. Based on the construction of the<br />
Lyapunov function, using Young inequality and some analytical techniques such as the properties<br />
of continuous functions on a segment, the properties of inf, sup, we will build new global<br />
exponential stability criteria for the equilibrium point of the networks mentioned above.<br />
In addition, we take some examples that illustrate our results.<br />
Keywords: Global exponential stability, cellular neural networks, impulsive, delay, Lyapunov function.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
35<br />