定理 2.4 设 X = { x (1), x (2),…, x ( n )}, x ( k ) > 0 为系统行为序列, XD 2 = { x ( 1) d 1 , x (2) d 1 ,…, x ( n ) d 1 }为其缓冲序列,其中
那么,当 X 分别为单调增长序列、单调衰减序列和振荡序列时, D 2 都是弱化缓冲算子。
证明:从 D 2 的构造过程可以看出, D 2 满足缓冲算子三公理,那么 D 2 为缓冲算子,下面证明 D 2 是弱化缓冲算子。
(1)假设 X 为单调增长序列,那么
由定理 2. 1 可知, D 2 为弱化缓冲算子。而且
因为 X 为单调增长序列,所以
因此
从而
即缓冲后的序列 XD 2 仍然为单调增长序列,与原始序列保持相同的单调性。
(2)假设 X 为单调衰减序列,那么
即 x ( k ) d 2 < x ( k )。
由定理 2. 1 可知, D 2 为弱化缓冲算子。而且
令
因为 X 为单调递减序列,所以
因此
从而
即缓冲后的序列 XD 1 仍然为单调递减序列,与原始序列保持相同的单调性。
(3)假设 X 为振荡序列,不妨假设
那么
即 x ( M ) d 2 < x ( M );
即 x ( m ) d 2 > x ( m )。
因此, x ( M ) d 2 < x ( M ) , x ( m ) d 2 > x ( m ) ,由定理 2.1 可知, D 2 为弱化缓冲算子。
为了方便书写,改进的缓冲算子简写为WAWBO-V (weighted average weakening buffer operator with variable parameters)。由上述推导和分析可知,改进后的时变加权缓冲算子( D 2 )具有更好的适应性,而且 D 1 可以看作 D 2 的一种特殊情况,即参数 β = 0。