Synchronization in the Frenkel-Kontorova Model with Application to Control of Nanoscale Friction
Popis výsledku
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
Výsledek na webu
DOI - Digital Object Identifier
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Synchronization in the Frenkel-Kontorova Model with Application to Control of Nanoscale Friction
Popis výsledku v původním jazyce
This paper tailors synchronization of multi-agent systems to motion control of the Frenkel-Kontorova (FK) model, a one-dimensional chain of harmonically coupled identical particles in a spatially periodic potential field. In particular, the goal is to drive all particles in the FK model to the desired trajectory by controlling only a single—boundary—particle. The proposed solution augments harmonic coupling in the FK model with dissipative inter-particle interactions, allowing all particles in the chain to synchronize to a particular reference trajectory. The boundary control represents a special case of pinning control. Moreover, as the FK model describes the frictional dynamics of a nanosheet sliding over a surface, we use its synchronization for controlling the nanoscale sliding friction. The key idea is to introduce a sliding reference trajectory that allows particles to move near synchrony. Synchronization effectively increases the system’s stiffness, so less energy ends up dissipated through inter-particle relative motion, thus reducing the frictional force. We validate the proposed solution through numerical simulations.
Název v anglickém jazyce
Synchronization in the Frenkel-Kontorova Model with Application to Control of Nanoscale Friction
Popis výsledku anglicky
This paper tailors synchronization of multi-agent systems to motion control of the Frenkel-Kontorova (FK) model, a one-dimensional chain of harmonically coupled identical particles in a spatially periodic potential field. In particular, the goal is to drive all particles in the FK model to the desired trajectory by controlling only a single—boundary—particle. The proposed solution augments harmonic coupling in the FK model with dissipative inter-particle interactions, allowing all particles in the chain to synchronize to a particular reference trajectory. The boundary control represents a special case of pinning control. Moreover, as the FK model describes the frictional dynamics of a nanosheet sliding over a surface, we use its synchronization for controlling the nanoscale sliding friction. The key idea is to introduce a sliding reference trajectory that allows particles to move near synchrony. Synchronization effectively increases the system’s stiffness, so less energy ends up dissipated through inter-particle relative motion, thus reducing the frictional force. We validate the proposed solution through numerical simulations.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
20205 - Automation and control systems
Návaznosti výsledku
Projekt
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2021
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
IFAC PapersOnline
ISBN
—
ISSN
2405-8963
e-ISSN
2405-8963
Počet stran výsledku
6
Strana od-do
406-411
Název nakladatele
IFAC
Místo vydání
Laxenburg
Místo konání akce
Tokio
Datum konání akce
15. 9. 2021
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
000714395700070
Základní informace
Druh výsledku
D - Stať ve sborníku
OECD FORD
Automation and control systems
Rok uplatnění
2021