×

热弹性系统的时间最优控制。 (英语) Zbl 1426.74121号

摘要:本文考虑了具有控制和状态约束的热弹性系统时间最优控制问题的数值逼近。利用Galerkin有限元方法,将原问题投影为一个由常微分方程组控制的半离散最优控制问题。然后应用最优时间和控制参数化方法,将原系统简化为一个最优参数选择问题,其中最优时间和最优控制都作为待优化的决策变量。该问题可用混沌粒子群优化(CPSO)和序列二次规划(SQP)算法组成的混合算法作为非线性优化问题来求解。数值模拟验证了所提出的数值逼近方法的有效性。

MSC公司:

74F05型 固体力学中的热效应
93立方厘米20 偏微分方程控制/观测系统
49平方米25 最优控制中的离散逼近
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Hansen,S.W.,一维线性热弹性杆的边界控制,SIAM控制与优化杂志,32,4,1052-1074,(1994)·Zbl 0925.93090号 ·doi:10.1137/S0363012991222607
[2] Gibson,J.S。;罗森,I.G。;Tao,G.,热弹性系统控制中的近似,SIAM控制与优化杂志,30,5,1163-1189,(1992)·Zbl 0762.93051号 ·数字对象标识代码:10.1137/0330062
[3] 刘,Z。;Zheng,S.M.,热弹性系统控制中的一致指数稳定性和逼近,SIAM控制与优化杂志,32,5,1226-1246,(1994)·Zbl 0815.93040号 ·doi:10.1137/S0363012991219006
[4] Acquistapace,P。;布奇,F。;Lasiecka,I.,热弹性方程的迹正则性结果及其在最优边界控制中的应用,数学分析与应用杂志,310,1,262-277,(2005)·Zbl 1078.35017号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2005.02.008
[5] 隋,M。;李小川,热弹性系统的变结构控制,吉林大学学报(科学版),42,4,521-524,(2004)·Zbl 1162.74408号
[6] Triggiani,R.,《带内部点控制的夹持热弹性系统的临界情况:最优内部和边界正则性结果》,微分方程杂志,245,12,3764-3805,(2008)·Zbl 1194.35090号 ·doi:10.1016/j.jde.2008.02.033
[7] 穆斯塔法;Muhammad,I.,关于三维热弹性系统的控制,适用分析,92,1104-114,(2013)·兹比尔1270.35110 ·doi:10.1080/00036811.2011.601298
[8] Zhou,Z。;Xu,C.,二阶ode-中间点热系统耦合的稳定性,Automatica,60,57-64,(2015)·Zbl 1331.93180号 ·doi:10.1016/j.automatica.2015.06.039
[9] Oliveira,J.C。;Charáo,R.C.,局部阻尼热弹性系统的稳定性,计算与应用数学,27,3,319-357,(2008)·兹比尔1171.35019 ·doi:10.1590/S0101-8205200800300006
[10] Van Bockstal,K。;Slodicka,M.,《热弹性系统中空间相关矢量源的恢复》,《科学与工程中的反问题》,23,6,956-968,(2015)·Zbl 1329.65214号 ·doi:10.1080/17415977.2014.959008
[11] LaSalle,J.P.,时间最优控制问题,对非线性振动理论的贡献,5,1-24,(1960)·Zbl 0095.29503号
[12] Krendler,E.,《对时间最优控制理论的贡献》,《富兰克林研究所杂志》,275314-344,(1963)·Zbl 0149.05502号 ·doi:10.1016/0016-0032(63)90689-6
[13] Fattorini,H.O.,banach空间中的时间最优控制问题,应用数学与优化,1,2163-188,(1974)·Zbl 0295.49009号 ·doi:10.1007/BF01449028
[14] Barbu,V.,《Navier-Stokes方程的时间最优控制》,《系统与控制快报》,30,2-3,93-100,(1997)·Zbl 0898.49011号 ·doi:10.1016/S0167-6911(96)00083-7
[15] 李晓杰。;Yong,J.M.,无限维系统的最优控制理论。系统与控制:基础与应用,(1995年),美国马萨诸塞州波士顿:伯卡用户,美国马萨诸塞州波斯顿
[16] 米泽尔,V.J。;Seidman,T.I.,热方程的抽象bang-bang原理和时间最优边界控制,SIAM控制与优化杂志,35,4,1204-1216,(1997)·Zbl 0891.49014号 ·doi:10.1137/S0363012996265470
[17] Kunisch,K。;Wang,L.,具有逐点控制约束的线性Fitzhugh-Nagumo方程的时间最优控制,数学分析与应用杂志,395,1,114-130,(2012)·Zbl 1251.35174号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2012.05.028
[18] Knowles,G.,抛物线时间最优控制问题的有限元近似,SIAM控制与优化杂志,20,3,414-427,(1982)·兹比尔048149026 ·doi:10.1137/0320032
[19] Lasiecka,I.,Dirichlet边界条件抛物系统时间最优边界控制问题的Ritz-Galerkin近似,SIAM控制与优化杂志,22,3,477-500,(1984)·兹伯利0549.49024 ·doi:10.1137/0322029
[20] 王,G。;Zheng,G.,内控热方程时间最优控制问题的最优时间方法,SIAM控制与优化杂志,50,2,601-628,(2012)·Zbl 1244.49041号 ·doi:10.1137/100793645
[21] Tucsnak,M。;Valein,J。;Wu,C.,一类无限维时间最优控制问题的有限维逼近,国际控制杂志,1-13,(2016)·兹伯利1417.49042 ·doi:10.1080/00207179.2016.1228122
[22] Yu,H.,系统势扰动热方程的时间最优控制逼近,SIAM控制与优化杂志,52,3,1663-1692,(2014)·Zbl 1295.93055号 ·doi:10.1137/120904251
[23] Chen,T。;任,Z。;徐,C。;Loxton,R.,《流体输送管道水锤抑制的最优边界控制》,《计算机与数学及其应用》,69,4,275-290,(2015)·Zbl 1457.76051号 ·doi:10.1016/j.camwa.2014.11.008
[24] Chen,T。;徐,C。;林,Q。;罗克斯顿。;Teo,K.L.,通过PDE约束优化缓解水锤,以及网络物理社会系统创新联合研究中心,控制工程实践,45,54-63,(2015)·doi:10.1016/j.connengprac.2015.08.08
[25] 任,Z。;徐,C。;林,Q。;罗克斯顿。;Teo,K.L.,托卡马克等离子体斜升电流剖面开环输入信号的动态优化,非线性科学与数值模拟通信,32,31-48,(2016)·Zbl 1510.82049号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2015.08.005
[26] 林,Q。;罗克斯顿。;Teo,K.L。;Wu,Y.H.,具有状态相关停止准则的非线性系统的最优控制计算,Automatica,48,9,2116-2129,(2012)·Zbl 1258.49051号 ·doi:10.1016/j.automatica.2012.06.055
[27] Teo,K.L。;Goh,C。;Wong,K.,最优控制问题的统一计算方法,(1991年),Longman Scientific and Technical·Zbl 0747.49005号
[28] 阿拉塔斯,B。;阿金,E。;Ozer,A.B.,《混沌嵌入粒子群优化算法》,混沌、孤子和分形,40,4,1715-1734,(2009)·Zbl 1198.90400号 ·doi:10.1016/j.chaos.2007.09.063
[29] 科埃略,L.D.S。;Mariani,V.C.,使用Hénon映射和隐式滤波局部搜索进行经济负荷分配的新型混沌粒子群优化方法,混沌、孤子和分形,39,2,510-518,(2009)·doi:10.1016/j.chaos.2007.01.093
[30] 张,P。;陈,H。;刘,X。;Zhang,Z.基于迭代多目标粒子群优化的状态约束化学和生物化学工程问题控制向量参数化,生物化学工程杂志,103138-151,(2015)·doi:10.1016/j.bej.2015年7月15日
[31] 蔡,J。;李强。;李,L。;彭,H。;Yang,Y.,一种考虑阀点效应的混合CPSO-SQP经济调度方法,能量转换与管理,53,1,175-181,(2012)·doi:10.1016/j.enconman.2011.08.023
[32] 徐伟(Xu,W.)。;耿,Z。;朱,Q。;Gu,X.,基于分段线性混沌映射和序列二次规划的鲁棒混合粒子群优化,信息科学,21885-102,(2013)·Zbl 1293.90088号 ·doi:10.1016/j.ins.2012.06.003
[33] 维克多,T.A.A。;Jeyakumar,A.E.,《利用阀点效应进行经济调度的混合PSO-SQP》,电力系统研究,71,1,51-59,(2004)·doi:10.1016/j.epsr.2003.12.017
[34] Fattorini,H.,操作微分方程解的时间最优控制,工业和应用数学学会杂志,A辑:控制,2,1,54-59,(1964)·Zbl 0143.16803号
[35] Fattorini,H.O.,无限维线性控制系统:时间最优和范数最优问题,201,(2005),Elsevier·Zbl 1135.93001号
[36] Johnson,C.,用有限元法求解偏微分方程,(2012),Courier Corporation
[37] Süli,E.,关于偏微分方程有限元方法的讲义,(2012),牛津大学数学研究所
[38] 林,Q。;罗克斯顿。;Teo,K.L.,《非线性最优控制的控制参数化方法:综述》,《工业与管理优化杂志》,10,1,275-309,(2014)·Zbl 1276.49025号 ·doi:10.3934/jimo.2014.10.275
[39] Alt,W。;Mackenroth,U.,状态约束凸抛物边界控制问题有限元近似的收敛性,SIAM控制与优化杂志,27,4,718-736,(1989)·Zbl 0688.49032号 ·数字对象标识代码:10.1137/0327038
[40] 罗克斯顿。;Teo,K.L。;Rehbock,V.,一类切换系统最优控制问题的计算方法,IEEE自动控制汇刊,54,10,2455-2460,(2009)·Zbl 1367.93287号 ·doi:10.1109/TAC.2009.2029310
[41] 罗克斯顿。;Teo,K.L。;Rehbock,V.,目标和约束中具有多个特征时间点的最优控制问题,Automatica,44,11,2923-2929,(2008)·Zbl 1160.49033号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.04.011
[42] 罗克斯顿。;Teo,K.L。;Rehbock,V.,非线性系统的鲁棒次优控制,应用数学与计算,217,14,6566-6576,(2011)·Zbl 1209.93041号 ·doi:10.1016/j.amc.2011.01.039
[43] Goh,C.J。;Teo,K.L.,控制参数化:一般约束最优控制问题的统一方法,Automatica,24,1,3-18,(1988)·Zbl 0637.49017号 ·doi:10.1016/0005-1098(88)90003-9
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。