耦合无限维系统的稳定、同步与控制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61873036
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

A coupled infinite dimensional system consists of partial differential equations, ordinary differential equations and integral equations coupled through certain conditions. Coupled systems have attracted increasing research activities in the field of the control theory since they are a convenient modeling paradigm for a variety of control applications and considerable progress has been made in the development of technologies for the design and manufacturing of the coupled systems. The properties of coupled systems depend on sub-systems, the match among the sub-systems, the coupling law, geometry of the domain, controllers, etc. Therefore, the analysis about the coupled infinite dimensional systems is very sophisticated. As one of the classical problems in control theory, stabilization of a system requires the design of feedback controllers and stability of the closed-loop system. Synchronization appears within a widespread field and means that all or part of states have same dynamical behavior. In this project, we study coupled systems which are governed by linear partial differential equations with physical and engineering background, such as flexible structures with distributed control, transmission systems, laminated beam and plate models, etc. First, based on the properties of sub-system and the coupling term, we design proper controllers to achieve the exponential stability, polynomial stability, logarithmic stability and strong stability of the closed-loop system. We also study the synchronization of some coupled infinite dimensional systems. A general method will be presented for this kind of problems by analyzing the controllability, observability and stabilization of the corresponding error system.
耦合无限维系统是由若干偏微分方程、常微分方程、积分方程等通过特定关系耦合而成的系统,更加贴近复杂多变的实际模型。随着科技的发展,新的耦合系统层出不穷,针对其展开的研究一直是控制领域的热点之一。由于耦合系统的性质取决于各子系统的特性、子系统间的匹配度、耦合的形式、区域几何特征、反馈控制等诸多因素,与其相关的研究异常复杂。系统的能稳性问题旨在寻找控制率,使得闭环系统稳定,是控制理论的基本问题之一。同步是自然界广泛存在的现象,它描述耦合系统中各子系统状态的趋同行为。本项目将研究一些具物理背景的耦合无限维系统,如具局部结构扰动的振动系统、联结系统、复合材料系统等。首先针对耦合系统特性,设计反馈控制,全面分析(闭环)系统的指数稳定、多项式稳定、对数稳定等性质。其次引入合适的耦合无限维系统同步的概念,并充分应用无限维系统能观、能控、能稳等相关结论与思想,搭建研究耦合无限维系统同步性质的框架和一般方法。

结项摘要

耦合无限维系统是由若干偏微分方程、常微分方程、积分方程等通过特定关系耦合而成的系统,更加贴近复杂多变的实际模型。随着科技的发展,新的耦合系统层出不穷,针对其展开的研究一直是控制领域的热点之一。由于耦合系统的性质取决于各子系统的特性、子系统间的匹配度、耦合的形式、区域几何特征、反馈控制等诸多因素,与其相关的研究异常复杂。系统的能稳性问题旨在寻找控制率,使得闭环系统稳定,是控制理论的基本问题之一。同步是自然界广泛存在的现象,它描述耦合系统中各子系统状态的趋同行为。本项目研究了一些具物理背景的耦合偏微分系统。针对具有局部结构扰动的弹性系统,项目建立了局部粘弹性扰动系数与系统的正则性、衰减率之间的关系。项目还详尽分析了一些耦合偏微分系统的镇定、同步行为与控制器位置、子系统性质之间的联系,得到粘性阻尼下复合材料梁模型的稳定性、衰减率和同步性质,以及热弹性联结系统、多孔弹性系统的控制与多项式稳定性质。项目研究了一类具有非负定反馈控制算子的抽象系统,建立易于验证的多项式稳定判据,从而突破了控制算子非负时,耗散的抽象系统衰减率分析的瓶颈,填补了具有局部耗散的抽象系统稳定性分析的空白;分析基于Cattaneo率的热弹性抽象系统,得到当波速相等时系统指数稳定、多项式稳定的参数图谱。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Logarithmic Decay of Wave Equation with Kelvin-Voigt Damping
具有 Kelvin-Voigt 阻尼的波动方程的对数衰减
  • DOI:
    10.3390/math8050715
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mathematics
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Robbiano Luc;Zhang Qiong
  • 通讯作者:
    Zhang Qiong
Discontinuous Galerkin Isogeometric Analysis of Convection Problem on Surface
表面对流问题的不连续伽辽金等几何分析
  • DOI:
    10.3390/math9050497
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Mathematics
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Liang Wang;Chunguang Xiong;Xinpeng Yuan;Huibin Wu
  • 通讯作者:
    Huibin Wu
热–板传输系统的稳定性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    控制理论与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张琼
  • 通讯作者:
    张琼
A priori error analysis of discontinuous Galerkin isogeometric analysis approximations of Burgers on surface
表面Burgers间断Galerkin等几何分析近似的先验误差分析
  • DOI:
    10.1016/j.cma.2021.114342
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Comput. Methods Appl. Mech. Engrg
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liang Wang;Xinpeng Yuan;Chunguang Xiong;Huibin Wu
  • 通讯作者:
    Huibin Wu
STABILITY ANALYSIS FOR ABSTRACT THEOMOELASTIC SYSTEMS WITH CATTANEO’S LAW AND INERTIAL TERMS
使用 CATTANEO 定律和惯性项进行抽象热弹性系统的稳定性分析
  • DOI:
    10.3934/mcrf.2022053
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Mathematical Control and Related Fields
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhong-Jie Han;Zhaobin Kuang;Qiong Zhang
  • 通讯作者:
    Qiong Zhang

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其他文献

狂犬病病毒HEP-FluryM基因重排在小鼠致病性和保护性研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1002-2694.2020.00.004
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国人兽共患病学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅明珠;杨先锋;龙腾;张琼;赵静;田钦;彭娇娇;罗均;姜贺;林颖仪;林志雄;郭霄峰
  • 通讯作者:
    郭霄峰
狂犬病病毒HEP-Flury M基因重排后在小鼠神经母细胞瘤细胞中的表型分析
  • DOI:
    10.7671/j.issn.1001-411x.201907010
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    华南农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梅明珠;杨先锋;龙腾;张琼;赵静;田钦;彭娇娇;罗均;姜贺;林颖仪;林志雄;郭霄峰
  • 通讯作者:
    郭霄峰
穿膜肽TAT-p38αG融合基因的构建、表达及穿膜特性的鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    第三军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张琼;张家平;黄跃生;应希;陈渝
  • 通讯作者:
    陈渝
烷氧基三联吡啶钌配合物的合成、结构及其与DNA相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    无机化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭辉;汪涛;苏文卿;李丹;陈兴星;吴杰颖;张琼;田玉鹏
  • 通讯作者:
    田玉鹏
转录因子 Brn3a 及胰岛因子 1 在三个时期中 三叉神经节的表达情
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    口腔医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王瑶;姬晓炜;贺瑞;张琼;张远;王进涛;张鹏涛;张蕾;史芳川;钟良军
  • 通讯作者:
    钟良军

其他文献

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张琼的其他基金

具切换控制的耦合无限维系统的能稳性分析
  • 批准号:
    12271035
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    45 万元
  • 项目类别:
    面上项目
偏微分控制系统的输出调节问题的研究
  • 批准号:
    60974033
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
耦合偏微分系统的控制与稳定性分析
  • 批准号:
    60504001
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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