物理中的控制理論教學(xué):端口哈密頓系統(tǒng)
作者：劉暢 上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院; 上海200240; 約翰霍普金斯大學(xué)懷挺工程學(xué)院; 美國巴爾的摩21218
摘要：控制理論具有廣泛的應(yīng)用,在物理課堂中教學(xué)控制理論具有重要意義.基于哈密頓力學(xué)的端口哈密頓系統(tǒng)提供了一種基于物理的控制策略.該方法為物理學(xué)科中的控制理論教學(xué)提供了重要的手段.本文使用端口哈密頓系統(tǒng)描述若干經(jīng)典物理系統(tǒng)并介紹了基于物理的控制策略,包括配置能量、耗散以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu).閉環(huán)哈密頓量是系統(tǒng)的李雅普諾夫函數(shù),從而保證系統(tǒng)的(漸近)穩(wěn)定性.本文使用杜芬振子和洛倫茲系統(tǒng)來說明基于物理的控制策略.最后,使用端口哈密頓系統(tǒng)描述了天體力學(xué)中的兩個(gè)例子供讀者參考.
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大學(xué)物理雜志
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