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关于罗拉-纳卡三层 sandwich beam 的研究:正定性、动力学与可控性

最优化与控制 2026-04-14 v3 偏微分方程分析

摘要

本文研究了线性罗拉-纳卡三层 sandwich beam 的正定性、稳定化与边界可控性。该系统由三个耦合方程组成,分别表示外层的纵向位移和复合梁的横向位移,所有方程均耦合于动力学边界条件。第一个问题考虑时间可变的内部阻尼和带时滞的静态边界条件。我们采用半群理论和 Kato 经典结果,建立了该阻尼系统关联的 Cauchy 问题解的存在唯一性。进一步地,借助 Lyapunov 方法,证明了尽管存在时间可变权重和时滞,系统能量仍呈指数衰减。在第二个问题中,我们考虑带动力学边界条件的边界线性控制系统,证明了其正定性。通过推导 adjoint 系统的可观测性不等式,并运用 Hilbert 唯一性方法(HUM),我们证明了该系统可零可控。本工作的关键贡献在于处理完整的三方程耦合系统,由于动力学边界条件带来显著难度,我们通过合适构造的 Lyapunov 泛函和中间可观测性不等式予以解决。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.18381,
  title  = {Studies on the Rao-Nakra Sandwich Beam: Well-Posedness, Dynamics, and Controllability},
  author = {George J. Bautista and Roberto de A. Capistrano-Filho and Boumediene Chentouf and Oscar Sierra Fonseca and Juan Límaco},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.18381},
  year   = {2026}
}

备注

34 pages. Comments are welcome