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