Dissertations / Theses on the topic 'Semigroup stability'

[EN] The purpose of the Ph.D. Thesis "Dynamics of strongly continuous semigroups associated to certain differential equations'' is to analyse, from the point of view of functional analysis, the dynamics of solutions of linear evolution equations. These solutions can be represented by a strongly continuous semigroup on an infinite-dimensional Banach space. The aim of our research is to provide global conditions for chaos, in the sense of Devaney, and stability properties of strongly continuous semigroups which are solutions of linear evolution equations. This work is composed of three principal chapters. Chapter 0 is introductory and defines basic terminology and notation used, besides presenting the basic results that we will use throughout this thesis. Chapters 1 and 2 describe, in general way, a strongly continuous semigroup induced by a semiflow in Lebesgue and Sobolev spaces which is a solution of a linear first order partial differential equation. Moreover, some characterizations of the main dynamical properties, including hypercyclicity, mixing, weakly mixing, chaos and stability are given along these chapters. Chapter 3 describes the dynamical properties of a difference equation based on the so-called birth-and-death model and analyses the conditions previously proven for this model improving them by employing a different strategy. The goal of this thesis is to characterize dynamical properties of these kind of strongly continuous semigroups in a general way, whenever possible, and to extend these results to another spaces. Along this memory, these findings are compared with the previous ones given by many authors in recent years.
[ES] La presente memoria "Dinámica de semigrupos fuertemente continuos asociadas a ciertas ecuaciones diferenciales'' es analizar, desde el punto de vista del análisis funcional, la dinámica de las soluciones de ecuaciones de evolución lineales. Estas soluciones pueden ser representadas por semigrupos fuertemente continuos en espacios de Banach de dimensión infinita. El objetivo de nuestra investigación es proporcionar condiciones globales para obtener caos, en el sentido de Devaney, y propiedades de estabilidad de semigrupos fuertemente continuos, los cuales son soluciones de ecuaciones de evolución lineales. Este trabajo está compuesto de tres capítulos principales. El Capítulo 0 es introductorio y define la terminología básica y notación usada, además de presentar los resultados básicos que usaremos a lo largo de esta tesis. Los Capítulos 1 y 2 describen, de forma general, un semigrupo fuertemente continuo inducido por un semiflujo en espacios de Lebesgue y en espacios de Sobolev, los cuales son solución de una ecuación diferencial lineal en derivadas parciales de primer orden. Además, algunas caracterizaciones de las principales propiedades dinámicas, incluyendo hiperciclicidad, mezclante, débil mezclante, caos y estabilidad, se obtienen a lo largo de estos capítulos. El Capítulo 3 describe las propiedades dinámicas de una ecuación en diferencias basada en el llamado modelo de nacimiento-muerte y analiza las condiciones previamente probadas para este modelo, mejorándolas empleando una estrategia diferente. La finalidad de esta tesis es caracterizar propiedades dinámicas para este tipo de semigrupos fuertemente continuos de forma general, cuando sea posible, y extender estos resultados a otros espacios. A lo largo de esta memoria, estos resultados son comparados con los resultados previos dados por varios autores en años recientes.
[CAT] La present memòria "Dinàmica de semigrups fortament continus associats a certes equacions diferencials'' és analitzar, des del punt de vista de l'anàlisi funcional, la dinàmica de les solucions d'equacions d'evolució lineals. Aquestes solucions poden ser representades per semigrups fortament continus en espais de Banach de dimensió infinita. L'objectiu de la nostra investigació es proporcionar condicions globals per obtenir caos, en el sentit de Devaney, i propietats d'estabilitat de semigrups fortament continus, els quals són solucions d'equacions d'evolució lineals. Aquest treball està compost de tres capítols principals. El Capítol 0 és introductori i defineix la terminologia bàsica i notació utilitzada, a més de presentar els resultats bàsics que utilitzarem al llarg d'aquesta tesi. Els Capítols 1 i 2 descriuen, de forma general, un semigrup fortament continu induït per un semiflux en espais de Lebesgue i en espais de Sobolev, els quals són solució d'una equació diferencial lineal en derivades parcials de primer ordre. A més, algunes caracteritzacions de les principals propietats dinàmiques, incloent-hi hiperciclicitat, mesclant, dèbil mesclant, caos i estabilitat, s'obtenen al llarg d'aquests capítols. El Capítol 3 descrivís les propietats dinàmiques d'una equació en diferències basada en el model de naixement-mort i analitza les condicions prèviament provades per aquest model, millorant-les utilitzant una estratègia diferent. La finalitat d'aquesta tesi és caracteritzar propietats dinàmiques d'aquest tipus de semigrups fortament continus de forma general, quan siga possible, i estendre aquests resultats a altres espais. Al llarg d'aquesta memòria, aquests resultats són comparats amb els resultats previs obtinguts per diversos autors en anys recents.
Aroza Benlloch, J. (2015). Dynamics of strongly continuous semigroups associated to certain differential equations [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/57186
TESIS

In this paper we present an exponential stability result for a diffusion equation arising from dumbbell models for polymer flow. Using the methods of semigroup theory, we show that the semigroup U(t) associated with the diffusion equation is well defined and that all solutions converge exponentially to an equilibrium solution. Both finitely and infinitely extensible dumbbell models are considered. The main tool in establishing stability is the proof of compactness of the semigroup.
Ph. D.

This dissertation is devoted to investigating the time dependent neutron transport equations with reflecting boundary conditions. Two typical geometries --- slab geometry and spherical geometry --- are considered in the setting of L^p including L^1. Some aspects of the spectral properties of the transport operator A and the strongly continuous semigroup T(t) generated by A are studied. It is shown under fairly general assumptions that the accumulation points of { m Pas}(A):=sigma (A) cap { lambda :{ m Re}lambda > -lambda^{ast} }, if they exist, could only appear on the line { m Re}lambda =-lambda^{ast}, where lambda^{ast} is the essential infimum of the total collision frequency. The spectrum of T(t) outside the disk {lambda : |lambda| leq exp (-lambda^{ast} t)} consists of isolated eigenvalues of T(t) with finite algebraic multiplicity, and the accumulation points of sigma (T(t)) igcap{ lambda : |lambda| > exp (-lambda^{ast} t)}, if they exist, could only appear on the circle {lambda :|lambda| =exp (-lambda^{ast} t)}. Consequently, the asymptotic behavior of the time dependent solution is obtained.
Ph. D.

In this paper we establish the regularity, exponential stability of global (weak) solutions and existence of uniform compact attractors of semiprocesses, which are generated by the global solutions, of a two-parameter family of operators for the nonlinear 1-d non-autonomous viscoelasticity. We employ the properties of the analytic semigroup to show the compactness for the semiprocess generated by the global solutions.

Dans cette thèse, nous étudions la stabilisation et la contrôlabilité exacte de certains problèmes distribués avec différents types d’amortissement. Dans la première partie, nous étudions la stabilité d'un système Bresse mono-dimensionnel avec un contrôle de type mémoire infini et/ou avec une conduction de chaleur donnée par la loi de Cattaneo agissant sur le déplacement de l'angle de cisaillement. Nous considérons le cas intéressant de conditions aux bords de types entièrement Dirichlet. En effet, sous la condition d'égalité de la vitesse de propagation des ondes, nous établissons la stabilité exponentielle du système. Cependant, dans le cas physique naturel lorsque les vitesses de propagation sont différentes, en utilisant une méthode de décomposition de spectre, nous montrons que le système de Bresse n'est pas uniformément stable. Dans ce cas, nous établissons un taux de décroissance énergétique polynomiale. Notre étude est valable pour toutes les autres conditions aux bords mixtes. Dans la deuxième partie, nous étudions la stabilisation d'un système élastique faiblement amorti d’un système couplé abstrait du second ordre. Dans le cadre de certains paramètres, en utilisant la méthode spectrale, nous établissons la stabilité exponentielle du système. Cependant, lorsque le système n'est pas uniformément stable, nous établissons le taux optimal de la décroissance polynomiale de l'énergie du système. Dans la troisième partie, nous étudions la contrôlabilité exacte indirecte d'un système de Timoshenko mono-dimensionnel. En effet, nous considérons les cas lorsque la vitesse de propagation des ondes sont égales ou différentes. Tout d'abord, nous utilisons des analyses non harmoniques pour établir une inégalité d'observabilité faible, qui dépend du rapport des vitesses de propagation des ondes. Ensuite, en utilisant la méthode HUM, nous prouvons que le Système est parfaitement contrôlable et que le temps de contrôle peut être faible
In this work, we study the stabilization and the exact controllability of some distributed problems. In the first part, we study the stability of a one-dimensional Bresse System with infinite memory type control and/or with heat conduction given by Cattaneo's law acting in the shear angle displacement, where we consider the interesting case of fully Dirichlet boundary conditions. Indeed, under a equal speed of propagation condition, we establish the exponential stability of the System. However, in the natural physical case when the speeds of propagation are different, using a spectrum method, we show that the Bresse System is not uniformly exponentially stable. In this case, we establish a polynomial energy decay rate. Our study is valid for all other mixed boundary conditions. In the second part, we study the stabilization of a weakly damped elastic System of an abstract second order equation. Indeed, under some condition on the parameters, using a spectrum method, we establish the exponential stability of the System. However, when the System is not uniformly stable, using a spectrum method, we establish the optimal polynomial decay rate of the energy of the System. In the third part, we study the indirect boundary exact controllability of a one-dimensional Timoshenko System. Indeed, we consider the cases when the speed waves propagate with equal or different speeds. We use non harmonic analysis to establish weak observability inequality, which depends on the ratio of the waves propagation speeds. Next, using the HUM method, we prove that the System is exactly controllable, and that the control time can be small

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Sistemas dinâmicos híbridos se diferenciam por exibir simultaneamente variados tipos de comportamento dinâmico (contínuo, discreto, eventos discretos) em diferentes partes do sistema. Neste trabalho foram estudados resultados de estabilidade no sentido de Lyapunov para sistemas dinâmicos híbridos gerais, que utilizam uma noção de tempo generalizado, definido em um espaço métrico totalmente ordenado. Mostrou-se que estes sistemas podem ser imersos em sistemas dinâmicos descontínuos definidos em R+, de forma que sejam preservadas suas propriedades qualitativas. Como foco principal, estudou-se resultados de estabilidade para sistemas dinâmicos descontínuos modelados por semigrupos de operadores, em que os estados do sistema pertencem à espaços de Banach. Neste caso, de forma alternativa à teoria clássica de estabilidade, os resultados não utilizam as usuais funções de Lyapunov, sendo portanto mais fáceis de se aplicar, tendo em vista a dificuldade em se encontrar tais funções para muitos sistemas. Além disso, os resultados foram aplicados à uma classe de equações diferenciais com retardo.
Hybrid dynamical systems are characterized for showing simultaneously a variety of dynamic behaviors (continuous, discrete, discrete events) in different parts of the System. This work discusses stability results in the Lyapunov sense for general hybrid dynamical systems that use a generalized notion of time, defined in a completely ordered metric space. It has been shown that these systems may be immersed in discontinuous dynamical systems defined in R+, so that their quality properties are preserved. As the main focus, it is studied stability results for discontinuous dynamical systems modeled by semigroup operators, in which the states belong to Banach spaces. In this case, an alternative to the classical theory of stability, the results do not make use of the usual Lyapunov functions, and therefore are easier to apply, in view of the difficulty in finding such functions for many systems. Furthermore, the results were applied to a class of time-delay discontinuous differential equations.

O objetivo principal deste trabalho é o estudo da estabilidade estrutural dos atratores de semigrupos. Começamos este trabalho apresentando o conceito e propriedades básicas de semigrupos que possuem atratores globais. Estudamos, então, semigrupos gradientes e dinamicamente gradientes, mostrando que eles são equivalentes e que uma pequena perturbação autônoma de um semigrupo gradiente continua sendo gradiente. Estudamos as variedades estável e instável de um ponto de equilíbrio hiperbólico e o comportamento de soluções periódicas sob perturbação. Concluímos este trabalho com o estudo dos semigrupos Morse-Smale.
The main goal of this work is the study of structural stability of global attractors. We start this work by presenting the concept and basic properties of semigroups and global attractors. We then studied gradient and dinamically gradient semigroups, showing that these concepts are equivalent and that a small autonomous pertubation of a gradient semigroup remains a gradient semigroup. We studied the stable and unstable manifolds in the neighbourhood of a hyperbolic equilibrium point and the behavior of periodic solutions under perturbation. Finally, we studied the Morse-Smale semigroups.

Notre mémoire de thèse porte sur l'étude de la stabilité asymptotique principalement exponentielle de quelques problèmes de type paraboliques ou hyperboliques d'ordre un, modélisant des phénomènes de transfert de chaleur. Nous présentons tout d'abord des rappels de notions connues, utiles dans la suite du travail. Ces rappels concernent des théorèmes d'analyse fonctionnelle, des propriétés spectrales d'opérateurs linéaires, la théorie des semi-groupes continus et analytiques et les équations d'évolutions linéaires et semi-linéaires. Nous traitons ensuite de la stabilité exponentielle et du comportement asymptotique des modèles 1-phase et 2-phase du procédé de transfert de chaleur à lits fixes en utilisant la méthode de Lyapunov. Après avoir prouvé, par une méthode directe, l'égalité du taux de décroissance exponentielle et de la borne spectrale pour le modèle 1-phase, nous déterminons sa région de stabilité exponentielle. En troisième point, nous établissons par une démarche simple des résultats techniques d'analyticité et de compacité pour les semi-groupes associés aux systèmes. En quatrième point, nous étudions la stabilité exponentielle du réseau d'échangeurs thermiques avec ou sans diffusion dans divers espaces de Banach. En cinquième point, nous proposons une approche de Lyapunov pour prouver la stabilité exponentielle du système hyperbolique symétrique. Enfin, nous utilisons des résultats de compacité du semi-groupe pour étudier le comportement asymptotique des solutions d'équations et systèmes d'équations semi-linéaires

La poursuite multi-cibles a pour objet le suivi d'un ensemble de cibles mobiles à partir de données obtenues séquentiellement. Ce problème est particulièrement complexe du fait du nombre inconnu et variable de cibles, de la présence de bruit de mesure, de fausses alarmes, d'incertitude de détection et d'incertitude dans l'association de données. Les filtres PHD (Probability Hypothesis Density) constituent une nouvelle gamme de filtres adaptés à cette problématique. Ces techniques se distinguent des méthodes classiques (MHT, JPDAF, particulaire) par la modélisation de l'ensemble des cibles comme un ensemble fini aléatoire et par l'utilisation des moments de sa densité de probabilité. Dans la première partie, on s'intéresse principalement à la problématique de l'application des filtres PHD pour le filtrage multi-cibles maritime et aérien dans des scénarios réalistes et à l'étude des propriétés numériques de ces algorithmes. Dans la seconde partie, nous nous intéressons à l'étude théorique des processus de branchement liés aux équations du filtrage multi-cibles avec l'analyse des propriétés de stabilité et le comportement en temps long des semi-groupes d'intensités de branchements spatiaux. Ensuite, nous analysons les propriétés de stabilité exponentielle d'une classe d'équations à valeurs mesures que l'on rencontre dans le filtrage non-linéaire multi-cibles. Cette analyse s'applique notamment aux méthodes de type Monte Carlo séquentielles et aux algorithmes particulaires dans le cadre des filtres de Bernoulli et des filtres PHD.

Cette thèse est centrée sur l’étude d’équations issues de la théorie cinétique des gaz. Dans tous les problèmes qui y sont explorés, une analyse des problèmes linéaires ou linéarisés associés est réalisée d’un point de vue spectral et du point de vue des semi-groupes. A cela s’ajoute une analyse de la stabilité non linéaire lorsque le modèle est non linéaire. Plus précisément, dans une première partie, nous nous intéressons aux équations de Fokker-Planck fractionnaire et Boltzmann sans cut-off homogène en espace et nous prouvons un retour vers l’équilibre des solutions de ces équations avec un taux exponentiel dans des espaces de type L1 à poids polynomial. Concernant l’équation de Landau inhomogène en espace, nous développons une théorie de Cauchy de solutions perturbatives dans des espaces de type L2 avec différents poids (polynomiaux ou exponentiels) et nous prouvons également la stabilité exponentielle de ces solutions.Nous démontrons ensuite pour l’équation de Boltzmann inélastique inhomogène avec terme diffusif le même type de résultat dans des espaces L1 à poids polynomial dans un régime de faible inélasticité. Pour finir, nous étudions dans un cadre général et uniforme des modèles qui convergent vers l’équation de Fokker-Planck du point de vue de l’analyse spectrale et des semi-groupes
The topic of this thesis is the study of models coming from kinetic theory. In all the problems that are addressed, the associated linear or linearized problem is analyzed from a spectral point of view and from the point of view of semigroups. Tothat, we add the study of the nonlinear stability when the equation is nonlinear. More precisely, to begin with, we treat the problem of trend to equilibrium for the fractional Fokker-Planck and Boltzmann without cut-off equations, proving an exponential decay to equilibrium in spaces of type L1 with polynomial weights. Concerning the inhomogeneous Landau equation, we develop a Cauchy theory of perturbative solutions in spaces of type L2 with various weights such as polynomial and exponential weights and we also prove the exponential stability of these solutions. Then, we prove similar results for the inhomogeneous inelastic diffusively driven Boltzmann equation in a small inelasticity regime in L1 spaces with polynomial weights. Finally, we study in the same and uniform framework from the spectral analysis point of view with a semigroup approach several Fokker-Planck equations which converge towards the classical one

Resumo: Sistemas dinâmicos híbridos se diferenciam por exibir simultaneamente variados tipos de comportamento dinâmico (contínuo, discreto, eventos discretos) em diferentes partes do sistema. Neste trabalho foram estudados resultados de estabilidade no sentido de Lyapunov para sistemas dinâmicos híbridos gerais, que utilizam uma noção de tempo generalizado, definido em um espaço métrico totalmente ordenado. Mostrou-se que estes sistemas podem ser imersos em sistemas dinâmicos descontínuos definidos em R+, de forma que sejam preservadas suas propriedades qualitativas. Como foco principal, estudou-se resultados de estabilidade para sistemas dinâmicos descontínuos modelados por semigrupos de operadores, em que os estados do sistema pertencem à espaços de Banach. Neste caso, de forma alternativa à teoria clássica de estabilidade, os resultados não utilizam as usuais funções de Lyapunov, sendo portanto mais fáceis de se aplicar, tendo em vista a dificuldade em se encontrar tais funções para muitos sistemas. Além disso, os resultados foram aplicados à uma classe de equações diferenciais com retardo.
Abstract: Hybrid dynamical systems are characterized for showing simultaneously a variety of dynamic behaviors (continuous, discrete, discrete events) in different parts of the System. This work discusses stability results in the Lyapunov sense for general hybrid dynamical systems that use a generalized notion of time, defined in a completely ordered metric space. It has been shown that these systems may be immersed in discontinuous dynamical systems defined in R+, so that their quality properties are preserved. As the main focus, it is studied stability results for discontinuous dynamical systems modeled by semigroup operators, in which the states belong to Banach spaces. In this case, an alternative to the classical theory of stability, the results do not make use of the usual Lyapunov functions, and therefore are easier to apply, in view of the difficulty in finding such functions for many systems. Furthermore, the results were applied to a class of time-delay discontinuous differential equations.
Orientador: Geraldo Nunes Silva
Coorientador: Luís Antônio Fernandes de Oliveira
Banca: Carlos Alberto Raposo da Cunha
Banca: Waldemar Donizete Bastos
Mestre

Dans cette thèse, nous affinons l'étude des fonctions presque automorphes sur time scales introduites dans la littérature par Lizama et Mesquita, nous explorons de nouvelles propriétés de ces fonctions et appliquons les résultats à étudier l'existence et l'unicité de solution presque automorphe d'une nouvelle classe d'équations dynamiques sur time scales. Puis nous introduisons la notion de fonction presque automorphe de classe Cn, nous investiguons les propriétés fondamentales de ces fonctions et utilisons les résultats pour établir l'existence, l'unicité et la stabilité globale et exponentielle de solution presque automorphe de classe C1 d'un système d'équations dynamiques avec délai variable fini modélisant un réseau de neurones. Ensuite nous présentons le concept de fonctions asymptotiquement presque automorphes de classe Cn. Nous démontrons quasiment toutes les propriétés de ces fonctions, lesquelles nous permettent, sous des hypothèses convenables, d'établir, d'une part, que l'unique solution d'un problème avec condition initiale est asymptotiquement presque automorphe de classe C1, et d'autre part, l'existence et l'unicité de solution asymptotiquement presque automorphe pour une équation intégro-dynamque avec conditon initiale non locale sur time scales. Enfin, en utilisant la notion de semi-groupe sur time scales de Hamza et Oraby, nous généralisons les résultats de Lizama et Mesquita en dimension infinie, c'est-à-dire, nous étudions l'existence et l'unicité des solutions presque automorphes pour des équations dynamiques semi linéaires abstraites sur time scales
In this thesis, we refine the notion of almost automorphic functions on time scales introduced in the literature by Lizama and Mesquita, we explore some new properties of such functions and apply the results to study the existence and uniqueness of almost automorphic solution for a new class of dynamic equations on time scales. Then we introduce the concept of almost automorphic functions of order n on time scales, we investigate the fundamental properties of these functions and we use the findings to establish the existence and uniqueness and the global stability of almost automorphic solution of one to a first order dynamical equation with finite time varying delay. Then we present the concept of asymptotically almost automorphic functions of order n on time scales. We study the properties of these functions and we use the results to prove, under suitable hypothesis, that the unique solution to a problem with initial condition is asymptotically almost automorphic of order one at the one hand, and the existence and uniqueness of asymptotically almost automorphic solution for an integro-dynamic equation with nonlocal initial conditon on time scales in other hand. Finally, using the concept of semigroup on time scales introduced by Hamza and Oraby, we generalize the results in Lizama and Mesquita's paper for abstract Banach spaces, that is, we study the existence and uniqueness of almost automorphic solution for semilinear abstract dynamic equations on time scales

Ce mémoire de thèse est consacré à l’équation de Fokker-Planckpartial_ f=∆f+div(Ef).Il est subdivisé en deux parties :une partie linéaire et une partie non linéaire. Dans la partie linéaire on considère un champ de vecteur E(x) dépendant seulement de x. Cette partie est constituée des chapitres 3, 4 et 5. Dans le chapitre 3 on montre que l’opérateur linéaire Lf :=∆ f + div(E f ) est le générateur d’un semi-groupe fortement continu (SL(t))_{t≥0} dans tous les espaces L^p. On y établit également que le semi-groupe (SL(t))_{t≥0} est positif et ultracontractif. Dans le chapitre 4 nous montrons comment est qu’une décomposition adéquate de l’opérateur L permet d’établir certaines propriétés du semi-groupe (SL(t))_{t≥0} notamment sa bornitude. Le chapitre 5 est consacré à l’existence d’un état d’équilibre. De plus on y montre que cet état d’équi- libre est asymptotiquement stable. Dans la partie non linéaire on considère un champ de vecteur de la forme E(x,f) := x+nabla (a*f) ou a et f sont des fonctions assez régulières et * est l’opérateur de convolution. Cette parties est contituée des chapitre 6 et 7. Dans le chapitre 6 nous établissons que poura appartenant à W^{2,infini}_locl’équation de Fokker-Planck non linéaire admet une unique solution locale dans l’espace L^2_{K_alpha} (R^d). Dans le dernier chapitre nous montrons que le problème non linéaire admet une solution globale. De plus cette solution dépend continument des données
This thesis is devoted to the Fokker-Planck équation partial_t f =∆f + div(E f).It is divided into two parts. The rst part deals with the linear problem. In this part we consider a vector E(x) depending only on x. It is composed of chapters 3, 4 and 5. In chapter 3 we prove that the linear operator Lf :=∆f + div(Ef ) is an in nitesimal generator of a strong continuous semigroup (SL(t))_{t≥0}. We establish also that (SL(t))_{t≥0} is positive and ultracontractive. In chapter 4 we show how an adequate decomposition of the linear operator L allows us to deduce interesting properties for the semigroup (SL(t))_{t≥0}. Indeed using this decomposition we prove that (SL(t))_{t≥0} is a bounded semigroup. In the last chapter of this part we establish that the linear Fokker-Planck admits a unique steady state. Moreover this stationary solution is asymptotically stable.In the nonlinear part we consider a vector eld of the form E(x, f ) := x +nabla (a *f ), where a and f are regular functions. It is composed of two chapters. In chapter 6 we establish that fora in W^{2,infini}_locthe nonlinear problem has a unique local solution in L^2_{K_alpha}(R^d); . To end this part we prove in chapter 7 that the nonlinear problem has a unique global solution in L^2_k(R^d). This solution depends continuously on the data

Cette thèse porte sur les équations d'évolution et s'articule autour de trois parties. Dans la première partie, on se propose de se concentrer sur le critère oscillatoire de certaines équations différentielles. Des résultats classiques sur les fonctions presque-périodiques sont rassemblés dans le premier chapitre. Le deuxième chapitre de cette thèse a pour objectif de prouver l'existence d'une solution presque-périodique de Besicovitch d'une équation différentielle de second ordre sur un espace de Hilbert. L'approche utilisée se base sur un formalisme variationnel. La deuxième partie de cette thèse traite le comportement asymptotique des problèmes de Cauchy dans le cas non autonome. Les semi-groupes et les familles d'évolution étant les outils principaux utilisés dans cette partie, le troisième chapitre introduit des résultats importants de cette théorie, notamment ceux permettant de caractériser la stabilité des semi-groupes et des familles d'évolution périodiques. Dans le quatrième chapitre de cette contribution, on prouve, en utilisant une approche basée sur les semi-groupes, un résultat liant la bornitude de solutions de problèmes de Cauchy périodiques et la stabilité exponentielle uniforme des familles d'évolution issues de ces problèmes. Dans une troisième partie, on focalise l'attention sur quelques résultats sur la dichotomie exponentielle comme une propriété liée au comportement asymptotique des systèmes différentiels. Quelques résultats connus sont, par suite, réunis au cinquième chapitre qui introduit brièvement la notion de dichotomie exponentielle. Dans un dernier chapitre, une caractérisation de la dichotomie exponentielle d'une famille d'évolution en termes de bornitude des solutions de problèmes de Cauchy opératoriels correspondants sera démontrée.

L'objectif principal de cette thèse consiste à étudier plusieurs thématiques : l'étude de l'observation et la commande d'un système de structure flexible et l'étude de la stabilité asymptotique d'un système d'échangeurs thermiques. Ce travail s'inscrit dans le domaine du contrôle des systèmes décrits par des équations aux dérivées partielles (EDP). On s'intéresse au système du corps-poutre en rotation dont la dynamique est physiquement non mesurable. On présente un observateur du type Luenberger de dimension infinie exponentiellement convergent afin d'estimer les variables d'état. L'observateur est valable pour une vitesse angulaire en temps variant autour d'une constante. La vitesse de convergence de l'observateur peut être accélérée en tenant compte d'une seconde étape de conception. La contribution principale de ce travail consiste à construire un simulateur fiable basé sur la méthode des éléments finis. Une étude numérique est effectuée pour le système avec la vitesse angulaire constante ou variante en fonction du temps. L'influence du choix de gain est examinée sur la vitesse de convergence de l'observateur. La robustesse de l'observateur est testée face à la mesure corrompue par du bruit. En mettant en cascade notre observateur et une loi de commande stabilisante par retour d'état, on souhaite obtenir une stabilisation globale du système. Des résultats numériques pertinents permettent de conjecturer la stabilité asymptotique du système en boucle fermée. Dans la seconde partie, l'étude est effectuée sur la stabilité exponentielle des systèmes d'échangeurs thermiques avec diffusion et sans diffusion. On établit la stabilité exponentielle du modèle avec diffusion dans un espace de Banach. Le taux de décroissance optimal du système est calculé pour le modèle avec diffusion. On prouve la stabilité exponentielle dans l'espace Lp pour le modèle sans diffusion. Le taux de décroissance n'est pas encore explicité dans ce dernier cas.

Tese de mestrado, Matemática, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018
In this dissertation, we provide a proof of a Principle of Linearized Stability for a class of autonomous differential equations with infinite delay. This is done via techniques from functional analysis, namely duality theory for semigroups of bounded linear operators, following the approach of O. Diekmann and M. Gyllenberg in [12]. First, we make a detailed study of some aspects of the theory of strongly continuous semigroups (also called C0 semigroups) of linear operators in Banach spaces. In particular, we prove the classical theorem of Hille-Yosida, characterizing infinitesimal generators of C0 semigroups, and define the adjoint of a strongly continuous semigroup. Since the adjoint semigroup is not necessarily strongly continuous, we study whether it can be restricted to some subdomain where strong continuity holds. This is the starting point for the sun-star calculus, of which we make use throughout the remaining chapters. We introduce some elements of the sun-star theory for linear operators and give meaning to an abstract integral equation, for which we prove existence, uniqueness, continuation and regularity of solutions. We then consider, in a suitable (weighted) space of continuous functions on (-∞;0] that vanish at -∞, an initial value problem for a differential equation with infinite delay and prove an equivalence result between solutions of such equation and the solution semigroup of an abstract integral equation. After that, we study the characteristic equation of the linearized problem, and prove that the roots of this equation are precisely the eigenvalues of the infinitesimal generator of the solution semigroup of the linear equation. Moreover, we show that, on a fixed half-space, there are only finitely many such roots. Consequently, the spectral projection of the resolvent operator induces a decomposition of the phase space as the direct sum of two invariant subspaces - one with finite dimension, and the other where the semigroup is exponentially stable -, to which we can apply a theorem by Desch and Schappacher. As a result, we obtain a proof of the Principle of Linearized Stability, generalizing for this case the well-known result for ordinary and finite-delay differential equations.

The main aim of this thesis is to study the convergence of Lyapounov functions along the trajectories of nonexpansive semigroups in a Hilbert space. The outline of the thesis is as follows. In Chapter 3, it is shown that a regularly Lyapounov function for a semigroup of contractions on a Hilbert space converges to its minimum along the trajectories of the semigroup. In Chapter 4, we show that while a convex Lyapounov function for a semigroup of contractions on a Hilbert space may not converge to its minimum along the trajectories of the semigroup, it converges generically along the trajectories of the semigroups generated by a class of bounded perturbations of the semigroup generator. In Chapter 5, we show that the regularly Lyapounov function nearly converges to its minimum along the trajectories of the semigroups generated by small bounded perturbations of the semigroup generator. Besides that we study a problem of interest in its own right, about the direction of movement of the element of minimal norm in a moving convex set, in Section 4.9. We show that if C is a nonempty closed convex subset of a real Hilbert space H, e is a non-zero arbitrary vector in H, and for each t Є R, z(t) is the closest point in C + te to the origin, then the angle z(t) makes with e is a decreasing function of t while z(t) ≠ 0.