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双曲年龄结构种群系统的产量轨迹跟踪。 (英语) Zbl 1387.93090号

摘要:对于由年龄结构的双曲偏微分方程(PDE)建模的人口系统,其输入是双线性的,并以正值无穷维状态演化,在先前的工作中实现了恒产量集点的全局稳定。生物技术生产过程中的季节性需求产生了时变产量参考值。对于以期望产量轨迹全局吸引为目标的控制目标,必须考虑多个非标准特征:非局部边界条件、限制为函数空间正值的PDE状态以及任意限制但具有物理意义的输入约束。此外,我们提供了控制李雅普诺夫泛函,以确保足够的参考轨迹的指数快速吸引。为了实现这一目标,我们利用了一阶双曲偏微分方程和积分延迟方程之间的关系,从而实现了输入相关动力学和无穷维内动力学的解耦。此外,动态控制结构不需要精确了解模型参数或在线测量年龄曲线。利用基于Galerkin的数值模拟方案,利用Karhunen-Loève分解的关键思想,我们验证了控制器的性能。

MSC公司:

93立方厘米20 偏微分方程控制/观测系统
93天30分 李亚普诺夫函数和存储函数
92D25型 人口动态(一般)
35L02型 一阶双曲方程
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
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