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基于模态分解的二维与三维热方程 $H^2$ 稳定化

最优化与控制 2026-04-29 v1

摘要

近期文献中通过模态分解提出了边界控制器,以实现二维和三维线性抛物方程的 H1H^1 稳定化。在一维(11-D)情形下,已知 H1H^1 指数稳定蕴含状态在最大范数意义下的有界性与渐近收敛于零。然而,在二维(22-D)和三维(33-D)情形下,此蕴含关系并不系统成立。本文聚焦于全状态反馈情形,旨在证明 \cite{Munteanu2017IJC} 中基于模态分解的控制器不仅保证 H1H^1 指数稳定,还保证 H2H^2 指数稳定。这特别蕴含状态在最大范数意义下的有界性与渐近收敛于零。我们的方法是将 H2H^2 范数所需的状态 Laplacian 重写为状态及其时间导数的线性组合。由于状态的 L2L^2 范数被 H1H^1 范数所界定,我们仅需分析状态时间导数的 L2L^2 范数。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.25909,
  title  = {$H^2$ Stabilization of the $2$-D and $3$-D Heat Equation via Modal Decomposition},
  author = {Mohamed Amine Ouchdiri and Mohamed-Camil Belhadjoudja and Mohamed Maghenem and Saad Benjelloun and Adnane Saoud},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25909},
  year   = {2026}
}