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液膜流动的主动控制:超越降阶模型

流体动力学 2021-02-16 v2 最优化与控制

摘要

稳健且高效地控制非线性系统动力学的能力,是当今诸多技术挑战的核心,从药物递送系统到保障飞行安全均涵盖其中。多数此类场景过于复杂而无法直接处理,因而采用降阶建模以建立目标系统的可行表征。简化设定有助于发展严格的控制理论方法,但其效应沿层次结构向上传递并进入真实系统仍是一项重大挑战。利用在倾斜平面上受吹吸形式主动反馈控制作用的下落液膜这一典型设置,我们构建了一个包含解析模型与直接数值模拟的多层次建模框架,后者充当计算实验平台。在层次结构中代价较低的低层构建策略时发现,离线控制迁移不可行;然而,解析启发的反馈策略展现出极佳潜力,即便远超模型预期适用范围亦然。我们详细考察了控制在稳定性与非线性处理方面的具体效应,以理解流体内的信息传递,这可助力向其他富含控制的框架与应用过渡。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.12746,
  title  = {Active control of liquid film flows: beyond reduced-order models},
  author = {Radu Cimpeanu and Susana N. Gomes and Demetrios T. Papageorgiou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12746},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 8 figures