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耦合$2\times 2$线性双曲型PDE的输出反馈周期事件触发与自触发边界控制

最优化与控制 2025-06-17 v4

摘要

本文将对反应扩散PDE最近引入的基于观测器的周期事件触发控制(PETC)和自触发控制(STC)方案扩展到规范形式下2×22\times2耦合双曲型PDE的边界控制,且测量与驱动过程非同位。所研究的问题类别控制着水管理系统、石油钻探和交通流等中的输运现象。相对于基于观测器的双曲型PDE事件触发控制的最新进展,我们的贡献更进一步,为所考虑的系统类别提出了基于观测器的PETC和STC。这些设计源于对现有连续时间事件触发控制(CETC)方案的非平凡重新设计。PETC和STC消除了像CETC那样持续监测事件触发函数的需要;PETC仅需周期性评估触发函数以检测事件,而STC是一种预测反馈,在当前事件时刻利用连续可获取的输出测量来预测下一个事件时刻。所引入的资源感知设计充当输入保持机制,仅允许在事件时刻更新输入信号。在由一组事件触发设计参数表征的所设计的边界输出反馈PETC和STC控制律作用下,所得闭环系统(其本身通过设计固有地避免Zeno行为)在空间L2L^2范数下实现指数收敛到零。我们通过将控制律应用于线性化Saint-Venant模型来展示该方法的可行性,该模型描述了渠道中浅水波的动力学,并用于通过闸门驱动设计流量稳定器反馈律。提供的仿真结果说明了所提出的理论。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.02298,
  title  = {Output Feedback Periodic Event-Triggered and Self-Triggered Boundary Control of Coupled $2\times 2$ Linear Hyperbolic PDEs},
  author = {Eranda Somathilake and Bhathiya Rathnayake and Mamadou Diagne},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.02298},
  year   = {2025}
}

备注

17 pages, 6 figures