耦合二阶ODE波系统的输出反馈镇定
Output Feedback Stabilization of a Coupled Second Order ODE-Wave System
DOI: 10.12677/AAM.2018.712171, PDF, HTML, XML, 下载: 1,127  浏览: 3,444 
作者: 王立萍, 金凤飞:山东师范大学数学与统计学院,山东 济南
关键词: 输出反馈Back-Stepping稳定性控制器设计Output Feedback Back-Stepping Stabilization Controller Design
摘要: 本文考虑耦合二阶ODE波系统的边界输出反馈镇定问题。我们首先通过原系统的输出设计ODE波系统的观测器,并证明观测器的有效性。然后基于文献中给出的状态反馈控制器,我们设计出输出反馈控制器。利用算子半群方法和Back-stepping变换,证明了闭环系统在状态空间中具有唯一解,且闭环系统的解是渐近稳定的。
Abstract: In this paper, we are concerned with boundary output feedback stabilization of a coupled second order ODE-wave system. We first design an observer for ODE-wave system by output of original system and the effectiveness of observer is proved. Then an output feedback controller is proposed based on a state feedback controller in. Operator semi-group method and back-stepping transformation are adopted to prove that the resulting closed-loop system admits a unique solution in state space and the solution of closed-loop system is asymptotically stable.
文章引用:王立萍, 金凤飞. 耦合二阶ODE波系统的输出反馈镇定[J]. 应用数学进展, 2018, 7(12): 1477-1485. https://doi.org/10.12677/AAM.2018.712171

1. 引言

在航天工业、土木工程领域、工业流水线等方面,一维波动方程或弦方程可以模拟许多物理现象。因此,该模型在理论和实际应用领域都受到了广泛的关注。一般情况下,振动过大往往会降低系统的性能,因此系统的镇定变得非常重要。鉴于工程中易实现性,边界控制器是工程师首选的。在过去的二十年中,文献中出现了一系列关于一维波方程边界镇定的著作( [2] ),其中耗散理论对反馈控制律的设计起着重要的作用。当系统不稳定( [3] )或反稳定( [4] )时,Back-stepping方法可以用来实现镇定、观测器构造、输出调节等目的。

近年来,随着研究的深入,文献中出现很多PDE-ODE耦合系统相关的镇定工作。在 [5] 中,作者考虑了耦合ODE-弦系统的镇定问题,它模拟了塔吊上的平台和缆索的动力学行为。在 [6] 和 [7] 中Krstic等分别考虑ODE-弦和ODE-双曲型方程耦合系统。文献 [6] 的结果被推广到一个内部反阻尼ODE-系统和连通的诺伊曼系统中;另一个推广可以在文献 [8] 中找到,其中是应用于两个边值耦合的ODE-弦方程。上述的PDE-ODE耦合工作仅考虑了边界耦合系统。对于内部点耦合系统, [9] 对内部点耦合的二阶ODE-热系统设计了状态反馈控制器。类似的结果可以在 [1] 中找到,其所考察的是一维波系统。

在本文中,我们考虑以下耦合的二阶ODE-波系统:

{ y ( t ) = a 2 y ( t ) + b u ( x 0 , t ) , t > 0 , u t t ( x , t ) = u x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , u ( 0 , t ) = 0 , u x ( 1 , t ) = U ( t ) , t 0 , y o u t ( t ) = { y ( t ) , u t ( 1 , t ) } , t 0 , y ( 0 ) = y 0 , y ( 0 ) = y 1 , u ( x , 0 ) = u 0 ( x ) , u t ( x , 0 ) = u 1 ( x ) , x ( 0 , 1 ) , (1.1)

其中 x 0 ( 0 , 1 ) 是一个给定的中间点, a > 0 b 0 是常数, y ( t ) u t ( 1 , t ) 是测量值。设 X ( t ) = ( x 1 ( t ) , x 2 ( t ) ) Τ = ( y ( t ) , y ( t ) ) Τ ,那么我们可以把系统(1.1)写为如下形式:

{ X ˙ ( t ) = A X ( t ) + B u ( x 0 , t ) , t > 0 , u t t ( x , t ) = u x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , u ( 0 , t ) = 0 , u x ( 1 , t ) = U ( t ) , t 0 , y o u t ( t ) = { x 1 ( t ) , u t ( 1 , t ) } , t 0 , X ( 0 ) = X 0 , u ( x , 0 ) = u 0 ( x ) , u t ( x , 0 ) = u 1 ( x ) , x ( 0 , 1 ) , (1.2)

其中

A = ( 0 1 a 2 0 ) , B = ( 0 b ) , X 0 = ( y 0 y 1 ) .

本文的目的是设计一个输出反馈控制器来使整个闭环系统稳定,而状态反馈定律在 [1] 中已经设计出来。由文献 [1] 的引理2.1我们可以知道存在一个矩阵K使得 A + B K 是Hurwitz的。

文章结构如下:在第二部分中,我们通过系统的输出给出控制器的设计,通过Back-stepping变换,我们证明了闭环系统具有唯一的解;第三部分,我们用Back-stepping逆变换证明了闭环系统的指数稳定性。

2. 观测器和控制器设计

首先,我们设计系统(1.2)的观测器如下:

{ x ^ ˙ 1 ( t ) = x ^ 2 ( t ) + q 1 ( x ^ 1 ( t ) x 1 ( t ) ) , t > 0 , x ^ ˙ 2 ( t ) = a 2 x ^ 1 ( t ) + q 2 ( x ^ 1 ( t ) x 1 ( t ) ) + b u ^ ( x 0 , t ) , t > 0 , u ^ t t ( x , t ) = u ^ x x ( x , t ) , t > 0 , u ^ ( 0 , t ) = 0 , t 0 , u ^ x ( 1 , t ) = U ( t ) k ( u ^ t ( 1 , t ) u t ( 1 , t ) ) , t 0 , x ^ 1 ( 0 ) = x ^ 10 , x ^ 2 ( 0 ) = x ^ 20 , u ^ ( x , 0 ) = u ^ 0 ( x ) , u ^ t ( x , 0 ) = u ^ 1 ( x ) , (2.1)

其中 k > 0 q 1 q 2 是待定的设计参数。令 x ˜ = x ^ x u ˜ = u ^ u 代表误差,则 x ˜ u ˜ 满足

{ x ˜ ˙ 1 ( t ) = x ˜ 2 ( t ) + q 1 x ˜ 1 ( t ) , t > 0 , x ˜ ˙ 2 ( t ) = a 2 x ˜ 1 ( t ) + q 2 x ˜ 1 ( t ) + b u ˜ ( x 0 , t ) , t > 0 , u ˜ t t ( x , t ) = u ˜ x x ( x , t ) , t > 0 , u ˜ ( 0 , t ) = 0 , t 0 , u ˜ x ( 1 , t ) = k u ˜ t ( 1 , t ) , t 0 , x ˜ 1 ( 0 ) = x ^ 10 x 10 , x ˜ 2 ( 0 ) = x ^ 20 x 20 , u ˜ ( x , 0 ) = u ^ 0 ( x ) u 0 ( x ) , u ˜ t ( x , 0 ) = u ˜ 1 ( x ) u 1 ( x ) . (2.2)

我们定义状态空间:

Η = { ( f , g ) Τ H 1 ( 0 , 1 ) × L 2 ( 0 , 1 ) | f ( 0 ) = 0 }

内积诱导的范数如下:

( f , g ) Τ Η 2 = 0 1 ( | f ( x ) | 2 + | g ( x ) | 2 ) d x .

众所周知, u ˜ -部分在状态空间中具有唯一的指数稳定解。即在此范数意义下,存在常数 M > 0 δ > 0 ,有

( u ˜ ( , t ) , u ˜ t ( , t ) ) Τ Η M e δ t ( u ˜ ( , 0 ) , u ˜ t ( , 0 ) ) Τ Η . (2.3)

利用庞加莱不等式,我们有

| u ˜ ( x 0 , t ) | ( u ˜ ( , t ) , u ˜ t ( , t ) ) Τ Η M e δ t ( u ˜ ( , 0 ) , u ˜ t ( , 0 ) ) Τ Η . (2.4)

对于系统(2.2)中的ODE-部分,这里存在唯一解

( x ˜ 1 , x ˜ 2 ) Τ = e A 1 t ( x ˜ 1 ( 0 ) , x ˜ 2 ( 0 ) ) Τ + 0 t e A 1 ( t s ) B u ˜ ( x 0 , s ) d s ,

其中

A 1 = ( q 1 1 a 2 + q 2 0 ) , (2.5)

q 1 < 0 q 2 < a 2 是可调常数。很明显,对于这样选择的参数, A 1 是Hurwitz的。从而 ( x ˜ 1 , x ˜ 2 ) Τ 是指数稳定的。因此我们有如下引理:

引理2.1:假设 q 1 < 0 q 2 < a 2 k > 0 ,那么对任意的初值 ( x ˜ 10 , x ˜ 20 , u ˜ 0 , u ˜ 1 ) Τ C 2 × Η ,系统(2.2)都有唯一的弱解 ( x ˜ 1 ( t ) , x ˜ 2 ( t ) , u ˜ ( , t ) , u ˜ t ( , t ) ) Τ C ( 0 , ; C 2 × Η ) ,并且系统(2.2)的解是指数稳定的。

受文献 [1] 的状态反馈控制器的启发,我们设计输出反馈控制器如下:

U ( t ) = 0 1 [ c l y y ( 1 , y ) + k x ( 1 , y ) ] u ^ ( y , t ) d y c l y ( 1 , 1 ) u ^ ( 1 , t ) + 0 x 0 [ p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) + c p ( 1 ) q ( y ) ] u ^ t ( y , t ) d y + ϕ ( 1 ) X ^ ( t ) + 0 x 0 [ p ( 1 ) q ( y ) + c p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) ] u ^ ( y , t ) d y + c ϕ ( 1 ) A X ^ ( t ) + 0 1 [ l x ( 1 , y ) + c k ( 1 , y ) ] u ^ t ( y , t ) d y + c u t ( 1 , t ) , (2.6)

其中 c > 0 是给定常数, k ( x , y ) l ( x , y ) p ( x ) p 1 ( x ) q ( y ) q 1 ( y ) ϕ ( x ) 满足

{ k ( x , y ) = ξ η ( 1 e 2 λ x 0 ) ( e λ ( x y ) e λ ( x y ) ) ) , l ( x , y ) = ξ 1 η 1 ( 1 e 2 λ 1 x 0 ) ( e λ 1 ( x y ) e λ 1 ( x y ) ) , p ( x ) = ξ e λ x ξ e λ x , q ( y ) = η e λ y η e λ ( 2 x 0 y ) , p 1 ( x ) = ξ 1 e λ 1 x ξ 1 e λ 1 x , q 1 ( y ) = η 1 e λ 1 y η 1 e λ 1 ( 2 x 0 y ) , ϕ ( x ) = e λ 1 x e λ 1 x e λ 1 x 0 e λ 1 x 0 K , ξ η = K A B 2 λ e λ x 0 ( e λ x 0 e λ x 0 ) , ξ 1 η 1 = K B 2 λ 1 e λ 1 x 0 ( e λ 1 x 0 e λ 1 x 0 ) λ = λ 1 = a . (2.7)

这些函数在文献 [1] 中方程(16)~(20)已给出。

在控制器(2.6)之下,我们得到系统(1.2)的闭环系统为:

{ X ˙ ( t ) = A X ( t ) + B u ( x 0 , t ) , t > 0 , u t t ( x , t ) = u x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , u ( 0 , t ) = 0 , t > 0 , u x ( 1 , t ) = 0 1 [ c l y y ( 1 , y ) + k x ( 1 , y ) ] u ^ ( y , t ) d y c l y ( 1 , 1 ) u ^ ( 1 , t ) + 0 x 0 [ p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) + c p ( 1 ) q ( y ) ] u ^ t ( y , t ) d y + ϕ ( 1 ) X ^ ( t ) + 0 x 0 [ p ( 1 ) q ( y ) + c p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) ] u ^ ( y , t ) d y + c ϕ ( 1 ) A X ^ ( t ) + 0 1 [ l x ( 1 , y ) + c k ( 1 , y ) ] u ^ t ( y , t ) d y + c u t ( 1 , t ) , t > 0 , x ^ ˙ 1 ( t ) = x ^ 2 ( t ) + q 1 ( x ^ 1 ( t ) x 1 ( t ) ) , t > 0 , x ^ ˙ 2 ( t ) = a 2 x ^ 1 ( t ) + q 2 ( x ^ 1 ( t ) x 1 ( t ) ) + b u ^ ( x 0 , t ) , t > 0 , u ^ t t ( x , t ) = u ^ x x ( x , t ) , t > 0 , u ^ ( 0 , t ) = 0 , t 0 , u ^ x ( 1 , t ) = u x ( 1 , t ) k ( u ^ t ( 1 , t ) u t ( 1 , t ) ) , t 0 , (2.8)

这里为了简便我们省略初值。

3. 闭环系统适定性与稳定性

引入误差变量 u ˜ = u ^ u X ˜ ( t ) = ( x ˜ 1 ( t ) , x ˜ 2 ( t ) ) Τ ,我们可以重写系统(2.8)如下:

{ X ˙ ( t ) = A X ( t ) + B u ( x 0 , t ) , t > 0 , u t t ( x , t ) = u x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , u ( 0 , t ) = 0 , t > 0 , u x ( 1 , t ) = 0 1 [ c l y y ( 1 , y ) + k x ( 1 , y ) ] u ( y , t ) d y c l y ( 1 , 1 ) u ( 1 , t ) + 0 x 0 [ p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) + c p ( 1 ) q ( y ) ] u t ( y , t ) d y + ϕ ( 1 ) X ( t ) + 0 x 0 [ p ( 1 ) q ( y ) + c p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) ] u ( y , t ) d y + c ϕ ( 1 ) A X ( t ) + 0 1 [ l x ( 1 , y ) + c k ( 1 , y ) ] u t ( y , t ) d y + c u t ( 1 , t ) + 0 1 [ c l y y ( 1 , y ) + k x ( 1 , y ) ] u ˜ ( y , t ) d y c l y ( 1 , 1 ) u ˜ ( 1 , t ) + 0 x 0 [ p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) + c p ( 1 ) q ( y ) ] u ˜ t ( y , t ) d y + ϕ ( 1 ) X ˜ ( t ) + 0 x 0 [ p ( 1 ) q ( y ) + c p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) ] u ˜ ( y , t ) d y + c ϕ ( 1 ) A X ˜ ( t ) + 0 1 [ l x ( 1 , y ) + c k ( 1 , y ) ] u ˜ t ( y , t ) d y , t > 0 , x ˜ ˙ 1 ( t ) = x ˜ 2 ( t ) + q 1 x ˜ 1 ( t ) , t > 0 , x ˜ ˙ 2 ( t ) = a 2 x ˜ 1 ( t ) + q 2 x ˜ 1 ( t ) + b u ˜ ( x 0 , t ) , t > 0 , u ˜ t t ( x , t ) = u ˜ x x ( x , t ) , t > 0 , u ˜ ( 0 , t ) = 0 , t 0 , u ˜ x ( 1 , t ) = k u ˜ t ( 1 , t ) , t 0. (3.1)

由引理2.1可知, ( X ˜ , u ˜ , u ˜ t ) Τ 是指数稳定的。对于 ( X , u , u t ) Τ ,我们引用 [1] 中的Back-stepping变换(3)

w ( x , t ) = u ( x , t ) 0 x k ( x , y ) u ( y , t ) d y 0 x l ( x , y ) u t ( y , t ) d y p ( x ) 0 x 0 q ( y ) u ( y , t ) d y p 1 ( x ) 0 x 0 q 1 ( y ) u t ( y , t ) d y ϕ ( x ) X ( x ) . (3.2)

于是系统(3.1)中 ( X , u , u t ) Τ -部分满足

{ X ˙ ( t ) = ( A + B K ) X ( t ) + B w ( x 0 , t ) , t > 0 , w t t ( x , t ) = w x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , w ( 0 , t ) = 0 , t > 0 , w x ( 1 , t ) = c w t ( 1 , t ) + f ( t ) , t > 0 , w ( x , 0 ) = w 0 ( x ) , w t ( x , 0 ) = w 1 ( x ) , x ( 0 , 1 ) , X ( 0 ) = X 0 , (3.3)

其中

f ( t ) = 0 1 [ c l y y ( 1 , y ) + k x ( 1 , y ) ] u ˜ ( y , t ) d y c l y ( 1 , 1 ) u ˜ ( 1 , t ) + 0 x 0 [ p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) + c p ( 1 ) q ( y ) ] u ˜ t ( y , t ) d y + ϕ ( 1 ) X ˜ ( t ) + 0 x 0 [ p ( 1 ) q ( y ) + c p 1 ( 1 ) q 1 ( y ) ] u ˜ ( y , t ) d y + c ϕ ( 1 ) A X ˜ ( t ) + 0 1 [ l x ( 1 , y ) + c k ( 1 , y ) ] u ˜ t ( y , t ) d y . (3.4)

由引理2.1知 f ( t ) 指数衰减。也就是说,存在常数 M 1 > 0 δ 1 > 0 ,其中 δ 1 是独立于初值,使得

| f ( t ) | M 1 e δ 1 t , t 0.

我们在能量空间H中考虑系统(3.3)的PDE部分

{ w t t ( x , t ) = w x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , w ( 0 , t ) = 0 , t > 0 , w x ( 1 , t ) = c w t ( 1 , t ) + f ( t ) , t > 0 , w ( x , 0 ) = w 0 ( x ) , w t ( x , 0 ) = w 1 ( x ) , x ( 0 , 1 ) , X ( 0 ) = X 0 . (3.5)

定义系统(3.5)的算子: Α : D ( Α ) Η

{ Α ( f , g ) Τ = ( g , f ) Τ , ( f , g ) Τ D ( Α ) , D ( Α ) = { ( f , g ) Τ H 2 ( 0 , 1 ) × H 1 ( 0 , 1 ) | Α ( f , g ) Τ Η , f ( 1 ) = c g ( 1 ) } . (3.6)

简单计算表明A的对偶算子为

{ A ( ϕ ψ ) = ( ψ 1 ϕ ) , ( ϕ ψ ) D ( A ) , D ( A ) = { ( ϕ , ψ ) Τ H 2 ( 0 , 1 ) × H 1 ( 0 , 1 ) | A ( ϕ , ψ ) H , ϕ ( 1 ) = c ψ ( 1 ) } . (3.7)

系统(3.7)中 ( ϕ , ψ ) D ( Α ) ( w , w t ) 做内积得到

d d t ( w w t ) , ( ϕ ψ ) = ( w w t ) , Α ( ϕ ψ ) + ( 0 δ ( x 1 ) ) f ( t ) , ( ϕ ψ ) , (3.8)

其中 δ ( ) 表示狄拉克分布。因此,系统(3.5)可以写成H上的抽象发展方程

d d t ( w ( , t ) , w t ( , t ) ) Τ = Α ( w ( , t ) , w t ( , t ) ) Τ + Β f ( t ) , (3.9)

这里 Β = ( 0 , δ ( x 1 ) ) Τ 。众所周知,算子A在H上生成指数稳定的C0-半群,也就是说,存在 K > 0 μ > 0 使得

e Α t K e μ t , t 0. (3.10)

接下来我们将证明算子B对 e Α t 是允许的,只要证明 Β e Α t 是允许的即可。系统(3.9)的对偶系统是

{ w t t ( x , t ) = w x x ( x , t ) , x ( 0 , 1 ) , t > 0 , w ( 0 , t ) = 0 , t > 0 , w x ( 1 , t ) = c w t ( 1 , t ) , t > 0 , y 0 ( t ) = w t ( 1 , t ) , t 0. (3.11)

因为A生成C0-半群,所以 Α 也能生成C0-半群,即系统(3.11)存在C0-半群解。对系统(3.11)定义能量函数如下:

E ( t ) = 1 2 0 1 ( w t 2 ( x , t ) + w x 2 ( x , t ) ) d x .

E ( t ) 沿系统(3.11)的解对t求导得到

E ˙ ( t ) = c [ w t ( 1 , t ) ] 2 . (3.12)

对(3.12)中t从0到T积分,我们有

0 T [ w t ( 1 , t ) ] 2 d t = 1 c ( E ( 0 ) E ( T ) ) 1 c E ( 0 ) .

另一方面,直接计算可得

{ Α 1 ( ϕ ψ ) = ( c x ϕ ( 1 ) + 0 x s 1 ψ ( t ) d t d s ϕ ) Β Α 1 ( ϕ ψ ) = ( 0 ϕ ( 1 ) ) , ( ϕ , ψ ) Η . (3.13)

给出简单估计

| φ ( 1 ) | 2 = φ 2 ( 1 ) 0 1 φ 2 ( x ) d x ( φ , ψ ) Η 2 . (3.14)

因此,从H到C, Β Α 1 是有界的。这表明 Β e Α t 是允许的,进而B对 e Α t 是允许的。通过适定的线性无穷维系统理论( [10] ),若 f L l o c 2 ( 0 , ) ,那么(3.9)存在唯一解 ( w , w t ) C ( 0 , ; Η )

(3.5)的解可以写成( [10] )

( w ( , t ) , w t ( , t ) ) Τ = e Α t ( w 0 , w 1 ) Τ + 0 t e Α ( t s ) Β f ( s ) d s .

与文献 [11] 中方程(60)的估计类似,对不依赖于初值的常数 M 2 > 0 δ 2 > 0 ,我们有

( w ( , t ) , w t ( , t ) ) Τ H M 2 e δ 2 t ( w ( , 0 ) , w t ( , 0 ) ) Τ H , t 0. (3.15)

根据庞加莱不等式

| w ( x 0 , t ) | ( w ( , t ) , w t ( , t ) ) Τ Η M 2 e δ 2 t ( w ( , 0 ) , w t ( , 0 ) ) Τ Η .

因此,ODE部分的解

X ( t ) = e ( A + B K ) t X 0 + 0 t e ( A + B K ) ( t s ) B w ( x 0 , s ) d s , (3.16)

是指数稳定的。

下面我们说明变换(3.2)是可逆的。实际上其逆变换可以写为

u ( x , t ) = w ( x , t ) 0 x n ( x , y ) w ( y , t ) d y 0 x m ( x , y ) w t ( y , t ) d y g ( x ) 0 x 0 h ( y ) w ( y , t ) d y g 1 ( x ) 0 x 0 h 1 ( y ) w t ( y , t ) d y ψ ( x ) X ( t ) (3.17)

其中函数 m ( x , y ) n ( x , y ) g ( x ) g 1 ( x ) h ( y ) h 1 ( y ) ψ ( x ) 满足

{ n x x ( x , y ) n y y ( x , y ) = 0 , n ( x , x ) = 0 , n ( x , 0 ) = g ( x ) h ( 0 ) , m x x ( x , y ) m y y ( x , y ) = 0 , m ( x , x ) = 0 , m ( x , 0 ) = g 1 ( x ) h 1 ( 0 ) , g ( x ) h ( y ) g ( x ) h ( y ) = 0 , h ( x 0 ) = 0 , g ( x ) h ( x 0 ) = ψ ( x ) ( A + B K ) B , g ( 0 ) = 0 , n ( x 0 , y ) + g ( x ) h ( y ) = 0 , g 1 ( x ) h 1 ( y ) g 1 ( x ) h 1 ( y ) = 0 , g 1 ( x 0 ) = 0 , g 1 ( x ) h 1 ( x 0 ) = ψ ( x ) B , g 1 ( 0 ) = 0 , m ( x 0 , y ) + g 1 ( x 0 ) h 1 ( y ) = 0 , ψ ( x ) ψ ( x ) ( A + B K ) 2 = 0 , ψ ( x 0 ) = K , ψ ( 0 ) = 0 , (3.18)

这些函数在 [1] 中均有解。

我们证明了系统(3.3)有唯一解且解是指数稳定的。我们得到了本文的主要结果。

定理3.1:假设 q 1 < 0 q 2 < a 2 k > 0 ,那么对任意的初值 ( X 0 , u 0 , u 1 , X ^ 0 , u ^ 0 , u ^ 1 ) Τ ( C 2 × Η ) 2 ,闭环系统(2.8)都有唯一的弱解 ( X ( t ) , u ( , t ) , u t ( , t ) , X ^ ( t ) , u ^ ( , t ) , u ^ t ( , t ) ) Τ C ( 0 , ; ( C 2 × Η ) 2 ) ,且解是指数稳定的:

( X ( t ) , u ( , t ) , u t ( , t ) , X ^ ( t ) , u ^ ( , t ) , u ^ t ( , t ) ) ( C × Η ) 2 L e ω t ( X 0 , u 0 , u 1 , X ^ 0 , u ^ 0 , u ^ 1 ) ( C × Η ) 2 , t > 0 , (3.19)

其中L和 ω 是不依赖于初值的正数。

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