变波速波方程和类KS方程的边界控制

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本文研究了分布参数系统中变波速波方程和类Kuramoto-Sivashinsky(KS)方程的边界控制设计问题。对于变波速波方程的控制首先通过线性可逆变换把系统转化为波速系数为常数的新系统,然后通过对新系统的设计而最终设计出关于原系统的观测器和输出反馈控制器,使闭环系统实现指数稳定。在设计过程中引入Volterra可逆变换使新系统和目标系统之间建立联系,在此基础上应用后推设计思想,设计出状态反馈控制器使系统实现指数稳定的。在应用变换过程中产生一个核函数,该函数满足双曲型的偏微分方程,我们将偏微分方程转化为等价的积分方程后应用递归估计的方法证明了核函数的适定性。之后在假定只有边界值可测的情况下,根据系统的特点设计出系统的观测器和输出反馈控制器,并对闭环系统的指数稳定性给予证明。类KS方程是源于KS方程的高阶偏微分方程,当满足一定条件时,该方程和线性化的KS方程几乎有相同的变化,因此具有一定的研究意义。该方程的控制需要设计两个控制器,为设计控制器首先应用变量变换把系统进行降阶处理。为保证降阶后的系统是严格反馈的,设计出第一个状态反馈控制器。之后引入Volterra可逆变换使降阶后的系统和目标系统之间建立联系。应用反步设计思想,首先设计出系统的第二个状态反馈控制器,再在假定只有边界值可测的情况下,根据系统的特点设计出系统的观测器和输出反馈控制器,并对变换过程中产生的核函数的适定性和由控制对象、观测器和两个输出反馈控制器构成的闭环系统的指数稳定性给予证明。
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