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2012 年度 実績報告書

双曲型・放物型制御系における解の幾何学的・代数学的構造とスペクトラム構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22540227
研究機関神戸大学

研究代表者

南部 隆夫  神戸大学, その他の研究科, 教授 (40156013)

研究分担者 佐野 英樹  神戸大学, その他の研究科, 准教授 (70278737)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード安定化論 / 放物型境界制御系 / 移流拡散系
研究概要

(1) 動的補償器を内包する安定化機構の新しい枠組みを提案した:被制御系の状態をu(t,.), 補償器の状態をv(t)とするとき,従来の解の減衰評価とは異なる新たな枠組みを構成した:すなわち,u(t,.)-Xv(t)→0 となるような有界作用素Xの構成を無限次元Sylvester方程式を介して行った.(a)被制御系の係数作用素 L に付随するRiesz基底の存在を仮定しない,(b)σ(L)には一般化固有空間が伴う,という2つの一般的な問題設定のもとで,有限次元制御論とのギャップを完全に埋めた.新たなFourier解析的アイデアにより,標準的な可観測性,可制御性の条件を有限次元制御論とはまったく異なる別の視点から導いた.その結果,固有値の代数的多重度が1より大きくても,単一のセンサ,アクチュエータで安定化可能な場合がある(最小実現)ことを証明した.
(2) 静的フィードバック機構をもつ単純な放物型制御系において,係数作用素Lのスペックトルσ(L)が単純固有値から成る場合のスペクトル再配置問題について,つぎの結果を得た:可観測性の仮定のもとで不安定固有値を安定領域に移す具体的なアクチュエータの代数的構成を明らかにし,固有値の一部λが本来の安定固有値に一致するよう設計すれば,λは必ず一般化固有空間を伴う.この新たな代数・幾何学構造により,制御系の安定性が保証されても代数的増大度が加わることを明らかにした.
(3) 第1種(Dirichlet型)境界をもつカップリング1次元移流拡散方程式系の安定化制御系の構成を行った:境界観測・境界入力機構の場合,楕円型作用素の分数ベキを利用する解析的手法には微分方程式系の適切性の検証において本質的欠陥があるため新たに代数的手法を提案し,系の有限次元構造に可観測性,可制御性を有することに着目し,系の安定度を増大させる有限次元コントローラを設計した.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Alternative algebraic approach to stabilization forlinear parabolic boundary control systems2013

    • 著者名/発表者名
      Takao Nambu
    • 雑誌名

      Mathematics of Control, Signals, and Systems

      巻: ? ページ: (in press)

    • DOI

      10.1007/s00498-013-0108-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A remark on stabilization for linear parabolic systems: Static feedback scheme2013

    • 著者名/発表者名
      Takao Nambu
    • 雑誌名

      SICE Transactions

      巻: ? ページ: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On observability gramian of a parallel-flow heat exchanger equation with diffusion terms2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sano
    • 雑誌名

      IMA J. Math. Control and Information

      巻: ? ページ: 1--18?

    • DOI

      10.1093/imamci/dns037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modal control of a diffusion system related to linear formations2013

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sano
    • 雑誌名

      Advances in Differential Equations and Control Precesses

      巻: ? ページ: ?

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equivalence of two stabilization schemes for a class of linear parabolic boundary control systems2012

    • 著者名/発表者名
      Takao Nambu
    • 雑誌名

      Bull. Polish Acad. Sci., Mathematics

      巻: 60 ページ: 187--199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability-enhancing control of a coupled transport-diffusion system with Dirichlet actuation and Dirichlet measurement2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sano
    • 雑誌名

      J. Math. Anal. Appl.

      巻: 388 ページ: 1194--1204

    • 査読あり
  • [学会発表] A remark on stabilization for linear parabolic systems: Static feedback scheme2012

    • 著者名/発表者名
      Takao Nambu
    • 学会等名
      第38回 発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス,東京
    • 年月日
      20121222-20121224
  • [学会発表] フォーメーションに関連した放物型システムの制御について2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sano
    • 学会等名
      第38回 発展方程式研究会
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス,東京
    • 年月日
      20121222-20121224
  • [学会発表] Dirichlet boundary control of an unstable ODE plant with a diffusion process in the actuation path2012

    • 著者名/発表者名
      Hideki Sano
    • 学会等名
      Proc. of the 20th Int. Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 発表場所
      University of Melbourne, Law School Building, Australia
    • 年月日
      20120709-20120713

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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