布朗热机最大功率的最优控制理论

在随机热力学近期研究中，实现微观热机最大功率的追求已获得越来越多的关注。我们采用最优控制理论研究布朗热机的性能，并确定了一般阻尼情形下的优化热机循环，这些循环此前仅在过阻尼与欠阻尼极限下为人所知。这些最优循环包含两个等温过程、两个绝热过程，以及在刚度上限约束处的一个额外等容弛豫过程。我们的结果不仅插值了过阻尼与欠阻尼极限之间的最优循环，还确定了布朗热机为实现最大功率所需的适当摩擦系数。这些发现为实验装置中高性能布朗热机的开发提供了有价值的见解。