动态边界条件中具有干扰的Euler-Bernoulli梁方程能稳性分析

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随着弹性结构的广泛应用,越来越多的学者致力于研究具有外部干扰的弹性梁系统的稳定性。本文以下述Euler-Bernoulli梁为研究对象,分别讨论了在两种不同动态边界条件下,具有外部干扰的Euler-Bernoulli梁系统的反馈控制器设计,并分析了系统的适定性和稳定性:(1)约束单连接Euler-Bernoulli梁系统:一端被夹在控制电机上,另一端连接质量刚体,该刚体与环境表面接触,通过在电机一端设置反馈控制器以消除外部干扰的消极影响。(2)刚柔耦合Euler-Bernoulli梁系统:一端被固定,另一端连接自由质量刚体,通过刚体一端施加的两个控制器使系统达到稳定。本文采用自抗扰控制方法,设计了时变高增益扩张状态观测器来估计干扰,并提出了反馈控制器消除干扰,进而得到了相应的闭环系统。紧接着,利用半群理论分析了闭环系统的适定性。进一步地,当时变高增益函数满足一定条件时,通过Lyapunov函数法得到了闭环系统可分别达到渐近稳定和指数稳定。最后,通过数值模拟,验证了理论结果的合理性。
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