Busca extremal para equações diferenciais parciais de Stefan com fronteira móvel
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Data de Publicação: | 2022 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18065 |
Resumo: | This dissertation presents the design and analysis of the extremum seeking for static maps with input governed by a parabolic partial differential equation (PDE) of the diffusion type defined on a time varying spatial domain described by an ordinary differential equation (ODE). This is the first effort to pursue an extension of extremum seeking from the heat PDE to the Stefan PDE. The compensation of the average-based actuation dynamics is performed by a backstepping controller via backstepping transformation for the moving boundary, which is utilized to transform the original coupled PDE-ODE into a target system whose exponential stability is proved. The local exponential convergence to a small neighborhood of the optimal point is proven by means of backstepping methodology, Lyapunov-Krasovskii functional and averaging in infinite dimensions. The extension for the delay-compensated extremum seeking control of the Stefan problem is also discussed. |
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This is the first effort to pursue an extension of extremum seeking from the heat PDE to the Stefan PDE. The compensation of the average-based actuation dynamics is performed by a backstepping controller via backstepping transformation for the moving boundary, which is utilized to transform the original coupled PDE-ODE into a target system whose exponential stability is proved. The local exponential convergence to a small neighborhood of the optimal point is proven by means of backstepping methodology, Lyapunov-Krasovskii functional and averaging in infinite dimensions. The extension for the delay-compensated extremum seeking control of the Stefan problem is also discussed.Esta dissertação apresenta o projeto e a análise da busca extremal para mapas estáticos com entrada governada por uma equação diferencial parcial (EDP) de difusão definida em um espaço variante no tempo descrito por uma equação diferencial ordinária (EDO). Esse é o primeiro esforço para buscar uma extensão da busca extremal da EDP do calor para a EDP de Stefan. A compensação da dinâmica de atuação é realizada por um controlador de fronteira (backstepping control) através de uma transformação backstepping para fronteira móvel, que é utilizado para transformar o acoplamento EDP-EDO original em um sistema alvo no qual a estabilidade exponencial é provada. A convergência exponencial local para uma pequena vizinhança do ponto ótimo é provada utilizando a metodologia de backstepping, funcional de Lyapunov-Krasovskii e o método da média em dimensões infinitas. Uma extensão do controle por busca extremal com compensação de atraso do problema de Stefan também é discutida.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-07-15T18:22:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - 2022 - Maurício Linhares Galvão - Completo.pdf: 1182789 bytes, checksum: d7695eb247a29074e9c5fdd84c1ba1b4 (MD5)Made available in DSpace on 2022-07-15T18:22:51Z (GMT). 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