带drift-diffusion项的抛物型偏微分方程组的能控性与能稳性
结题报告
批准号:
61573012
项目类别:
面上项目
资助金额:
49.0 万元
负责人:
张亮
依托单位:
学科分类:
F0301.控制理论与技术
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵维锐、刘扬、向建林、陈建业、李启凡、杨国朋、冯康、李龙
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中文摘要
本项目拟研究半导体方程和Keller-Segel方程的能控性和能稳性问题。半导体方程和Keller-Segel方程分别是电子信息和生物医学领域中的基本方程组,是这两个重要科学领域的理论基石之一,因此本项目具有一定的应用价值。这两类方程是数学物理上的经典方程,具有独特的数学结构,目前在偏微分方程领域内的研究成果比较丰富,但是在控制理论尤其是能控性和能稳性领域上的工作还没有展开,研究的前景较为宽广。.本项目主要研究的问题是半导体方程的全局精确能控性和逼近能控性,Keller-Segel方程的局部精确能控性,以及这两类方程的有限维反馈能稳性。.本项目所探讨的问题具有一定的难度和挑战性,需要建立一些偏微分方程和泛函分析的本质结论。本项目所得的结果对于偏微分方程理论和分布参数系统控制理论是重要的补充,对于信息工程和生物医学的研究有一定的推动作用。
英文摘要
The project concerns the controllability and stabilization of semiconductor equation and Keller-Segel equations, which are the basic equations in electronic information and biomedicine, respectively. Both semiconductor equation and Keller-Segel equation, with unique mathematical structures, are classical models in mathematical physics, and well developed with abundant results. However, very few results, to our best knowledge, are available on the control problems of these two equations. .There are many problems deserve to be studied, among which, we consider in this project the following problems:global exact controllability and approximate controllability of semiconductor equation, local exact controllability of Keller-Segel equation, and finite dimensional feedback stabilization of both these equations, etc. .The problems addressed here are difficult and challenging in developing some essential results on partial differential equations and functional analysis. The results and methods established in this project are important both in the distributed parameter system and the research on electronic information and biomedicine.
依据本项目,开展了相关课题的研究并取得了如下成果:(i)Keller-Segel方程的局部能控性。证明了非线性抛物-椭圆型Keller-Segel方程的局部精确能控性和零能控性以及非线性抛物型Keller-Segel方程关于正解的局部精确能控性。(ii) 反应扩散方程关于正解的精确能控性。应用上下解方法构造了正解,并证明的关于正解的精确能控性。(iii)抛物型偏微分方程能观性估计和时间最优控制、范数最优控制问题。建立抛物型偏微分方程在格点上的能观性估计,由此证明了抛物型偏微分方程在脉冲控制下的能控性。证明了分数阶发展方程的时间最优控制和范数最优控制的存在性。此外,得到了具有混合边界和Neumann边界的Laplace算子的谱分析结论,提出了有限维反馈控制的设计方案,这些关键结果的获得为drift-diffusion型的抛物型偏微分方程的反馈能稳性的研究打下来坚实的基础。和项目有关的论文成果有7篇,其中2篇发表在国际控制论权威期刊,比如Systems & Control Letters和ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variation,1篇发表在数学类国际期刊Journal of Mathematical Analysis and Applications。在发表的论文中,关于Keller-Segel方程的能控性的论文,是最早研究该类方程能控性的论文。相关的结论被2篇国际期刊论文作为重要的引理引用。依据本项目,培养研究生5名,其中2名已经取得硕士学位,均在国内中文核心期刊发表过论文,3名学生在读。在项目研究期间,协助主办2次学术会议,参与国内学术会议15人次,邀请国内外同行专家5人次。项目投入直接经费49万元,支出39.86万,各项支出与预算基本相符。剩余经费9.14万,剩余经费计划用于本研究项目的后续支出。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2018
期刊:计算机应用
影响因子:--
作者:杨文霞;张亮
通讯作者:张亮
The bang-bang property of time and norm optimal control problems for parabolic equations with time-varing fractional Laplacian
时变分数拉普拉斯抛物型方程的时间bang-bang性质与范数最优控制问题
DOI:10.1051/cocv/2017075
发表时间:2019
期刊:ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations
影响因子:--
作者:Yu Xin;Zhang Liang
通讯作者:Zhang Liang
DOI:--
发表时间:2017
期刊:数学物理学报
影响因子:--
作者:张亮;杨国朋
通讯作者:杨国朋
DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-08-012
发表时间:2019
期刊:武汉大学学报(工学版)
影响因子:--
作者:张东波;方玺;张小玉;吴华春;张亮
通讯作者:张亮
DOI:10.1016/j.sysconle.2019.104564
发表时间:2018-12
期刊:Systems & Control Letters
影响因子:2.6
作者:Wang Ming;Zhang Can;Zhang Liang
通讯作者:Zhang Liang
带多值算子的非线性抛物型方程的能控性
  • 批准号:
    11201358
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张亮
  • 依托单位:
具单个控制的抛物型方程组的能控性问题
  • 批准号:
    10726031
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    3.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    张亮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金