×

时滞切换系统的时间尺度技术。 (英语) Zbl 1439.49042号

摘要:本文考虑一类非线性时滞切换系统的最优控制问题,其中系统参数和不同子系统之间的切换时间是待优化的决策变量。我们提出了一种新的计算方法来处理由可变切换时间引起的计算困难。首先将原时滞切换系统转化为定义在新时间范围内的等价切换系统,其中切换时间是固定的,但每个子系统都包含一个可变时滞,该时滞取决于原系统中每个子系统的持续时间。通过推导新时间范围内可变时滞的解析形式,我们可以求解新的时滞切换系统。然后,基于梯度的优化算法可以有效地解决等效问题。数值结果表明,该方法是有效的。

MSC公司:

49公里21 非微分方程关系问题的最优性条件
49N25号 脉冲最优控制问题
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 联合国艾哈迈德,动态系统和控制及其应用,世界科学出版有限公司,新泽西州哈肯萨克,2006年·Zbl 1127.93001号
[2] 艾哈迈德,有限维系统要素与控制理论,朗曼科技,纽约,1988年·Zbl 0658.93002号
[3] 一、面积;F.Ndairou;J.J.尼托;C.J.Silva;D.F.M.Torres,埃博拉模型和疫苗接种约束下的最优控制,《工业与管理优化杂志》,14,427-446(2017)·Zbl 1412.49005号 ·doi:10.3934/jimo.2017054
[4] L.D.Berkovitz和N.G.Medhin,非线性最优控制理论,CRC出版社,佛罗里达州博卡拉顿,2013年·Zbl 1257.49001号
[5] F.塞拉吉奥利,间断常微分方程及其稳定性费伦泽大学博士论文,1999年·Zbl 1053.93510号
[6] Q.Chai;R.Loxton;K.L.Teo;和C.Yang,梯度洗脱色谱中出现的最大最小控制问题,工业与工程化学研究,51,6137-6144(2012)·doi:10.1021/ie202475p
[7] Q.Chai;R.Loxton;K.L.Teo;C.Yang,非线性时滞系统的统一参数辨识方法,工业与管理优化杂志,9,471-486(2013)·Zbl 1274.93064号 ·doi:10.3934/jimo.2013.9.471
[8] Q.Chai;R.Loxton;K.L.Teo;C.H.Yang,具有分段常数输入的非线性系统的时间延迟估计,应用数学与计算,179543-9560(2013)·Zbl 1287.93102号 ·doi:10.1016/j.amc.2013.03.015
[9] Y.Chen;Y.Zhu,离散不确定系统带过程状态不等式约束的不确定LQ最优控制,工业与管理优化杂志,14,913-930(2018)·Zbl 1412.49068号 ·doi:10.3934/jimo.2017082
[10] W.H.Fleming和R.W.Rishel,确定性和随机最优控制,《数学应用》,第1期。斯普林格·弗拉格,柏林-纽约,1975年·Zbl 0323.49001号
[11] G.S.F.弗雷德里科;D.F.M.Torres,时滞变分和最优控制问题的Noether对称定理,《数值代数,控制与优化》,2619-630(2012)·Zbl 1272.49033号 ·doi:10.3934/naco.2012.2.619
[12] L·Göllmann;H.Maurer,多时滞最优控制问题的理论与应用,工业与管理优化杂志,10413-441(2014)·Zbl 1276.49011号 ·doi:10.3934/jimo.2014.10.413
[13] L·Göllmann;D.科恩;H.Maurer,状态和控制变量受混合控制状态约束的时滞最优控制问题,最优控制应用和方法,30,341-365(2009)·doi:10.1002/oca.843
[14] 龚宗宪;刘春云;Y.J.Wang,具有多时滞和改变控制成本的切换系统的最优控制,工业与管理优化杂志,14,183-198(2018)·Zbl 1412.49011号 ·doi:10.3934/jimo.2017042
[15] 卡吉;王国浩,非线性约束时滞最优控制问题,优化理论与应用杂志,82295-313(1994)·Zbl 0812.49008号 ·doi:10.1007/BF02191855
[16] C.Y.Kaya;J.L.Noakes,时间最优开关控制的计算方法,优化理论与应用杂志,11769-92(2003)·Zbl 1029.49029号 ·doi:10.1023/A:102360422807
[17] H.W.J.Lee;K.L.Teo;V.Rehbock;L.S.Jennings,最优离散值控制问题的控制参数化增强技术,Automatica,351401-1407(1999)·Zbl 0942.93025号 ·doi:10.1016/S0005-1098(99)00050-3
[18] H.W.J.Lee;K.H.Wong,线性连续约束非线性时滞最优控制问题的半无限规划方法,优化方法与软件,21679-691(2006)·Zbl 1112.49030号 ·doi:10.1080/155678500142306
[19] Q.林;R.Loxton;K.L.Teo,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,10275-309(2014)·Zbl 1276.49025号 ·doi:10.3934/jimo.2014.10.275
[20] Q.Lin;R.Loxton;K.L.Teo;吴彦宏,非线性脉冲系统优化的新计算方法,连续、离散和脉冲系统动力学B辑:应用与算法,18,59-76(2011)·Zbl 1210.49035号 ·doi:20.500.11937/48414
[21] 刘春云;R.Loxton;K.L.Teo,具有时滞的非线性多级系统的最优参数选择,计算优化与应用,59285-306(2014)·Zbl 1326.90099号 ·doi:10.1007/s10589-013-9632-x
[22] 刘春云;龚志宏,补料分批过程中时滞切换系统的建模与最优控制,富兰克林研究所学报,351840-856(2014)·Zbl 1293.93085号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2013.09.014
[23] 刘春云;龚宗宪;K.L.Teo;J.Sun;L.Caccetta,1,3-丙二醇微生物分批进料过程中产生的鲁棒多目标最优切换控制,非线性分析:混合系统,25,1-20(2017)·Zbl 1378.49043号 ·doi:10.1016/j.nahs.2017.01.006
[24] 刘春云;龚宗宪;K.L.Teo,含噪声测量数据的非线性多级时滞系统的鲁棒参数估计,应用数学建模,53,353-368(2018)·Zbl 1480.93417号 ·doi:10.1016/j.apm.2017.09.007
[25] 刘春云;R.Loxton;K.L.Teo,多时滞非线性切换系统的切换时间和参数优化,优化理论与应用杂志,163957-988(2014)·Zbl 1304.49063号 ·doi:10.1007/s10957-014-0533-7
[26] R.Loxton;Q.Lin;K.L.Teo,非线性切换系统的切换时间优化:直接优化和时间尺度变换,《太平洋优化杂志》,10,537-560(2014)·兹比尔1305.49042 ·doi:20.500.11937/18982
[27] R.Loxton;K.L.Teo;V.Rehbock,目标和约束中具有多个特征时间点的最优控制问题,Automatica,442923-2929(2018)·Zbl 1160.49033号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.04.011
[28] R.Loxton;K.L.Teo;V.Rehbock,状态延迟识别的优化方法,IEEE自动控制事务,552113-2119(2010)·Zbl 1368.93126号 ·doi:10.1109/TAC.2010.2050710
[29] R.Loxton;K.L.Teo;V.Rehbock;K.F.C.Yiu,对状态和控制具有连续不等式约束的控制问题,Automatica,452250-2257(2009)·Zbl 1179.49032号 ·doi:10.1016/j.automatica.2009.05.029
[30] R.Loxton;K.L.Teo;V.Rehbock;W.K.Ling,开关电容式DC/DC功率转换器的最佳开关瞬间,Automatica,45973-980(2009)·Zbl 1162.49044号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.10.31
[31] R.Luus,Luus-Jaakola优化程序在奇异最优控制问题中的应用,非线性分析,理论,方法和应用,47,5647-5658(2001)·Zbl 1042.49540号 ·doi:10.1016/S0362-546X(01)00666-6
[32] H.Maurer;N.P.Osmolovskii,时间最优bang-bang控制的二阶充分条件,SIAM控制优化杂志,422239-2263(2004)·Zbl 1068.49015号 ·doi:10.1137/S0363012902402578
[33] J.Nocedal和S.J.Wright,数值优化第二版,Springer运筹学和金融工程系列,纽约,2006年·Zbl 1104.65059号
[34] M.Schlegel;K.Stockmann;T.粘合剂;W.Marquardt,使用自适应控制向量参数化的动态优化,计算机和化学工程,291731-1751(2005)·doi:10.1016/j.compchemeng.2005.02.036
[35] A.西布里亚语;V.Rehbock,求解一类奇异最优控制问题的数值过程,优化方法和软件,19413-426(2004)·Zbl 1060.49022号 ·doi:10.1080/155678310001656637
[36] K.L.Teo、C.J.Goh和K.H.Wong,最优控制问题的统一计算方法,Longman Scientific and Technical,埃塞克斯,1991年·Zbl 0747.49005号
[37] 王立勇;桂文华;K.L.Teo;R.Loxton;C.H.Yang,硫酸锌电解液净化过程中出现的最优控制问题,《全局优化杂志》,54,307-323(2012)·Zbl 1259.49027号 ·doi:10.1007/s10898-012-9863-x
[38] 王立勇;桂文华;K.L.Teo;R.Loxton;C.H.Yang,具有多个特征时间点的时滞最优控制问题:计算与工业应用,工业与管理优化杂志,5705-718(2009)·Zbl 1186.49023号 ·doi:10.3934/jimo.2009.5.705
[39] J.Warga,微分方程和泛函方程的最优控制《学术出版社》,纽约-朗登出版社,1972年·Zbl 0253.49001号
[40] K.H.Wong;L.S.Jennings;F.Benyah,约束时滞最优控制问题的控制参数化增强变换,ANZIAM Journal,43,154-185(2002)·Zbl 0998.49022号 ·doi:10.21914/anziamj.v43i0.469
[41] S.F.Woon;V.Rehbock;R.Loxton,面向最优离散值控制问题的全局解,最优控制应用和方法,33,576-594(2012)·Zbl 1275.49057号 ·doi:10.1002/oca.1015
[42] 吴宗宪;K.L.Teo,最优脉冲控制计算,工业与管理优化杂志,2435-450(2006)·Zbl 1112.49031号 ·doi:10.3934/jimo.2006.2.435
[43] 吴宗宪;K.L.Teo;李瑞敏(R.Li);Y.Zhao,具有时间延迟的切换系统的最优控制,应用数学快报,191062-1067(2006)·Zbl 1123.49030号 ·doi:10.1016/j.am.2005.11.018
[44] X.Xiang;彭彦,具有无界扰动和最优控制的二阶非线性脉冲时变系统,工业与管理优化杂志,4,17-32(2008)·Zbl 1175.34102号 ·doi:10.3934/jimo.2008.4.17
[45] 余俊杰;B.李;R.Loxton;K.L.Teo,最优离散值控制计算,《全局优化杂志》,56,503-518(2013)·Zbl 1272.49067号 ·doi:10.1007/s10898-012-9858-7
[46] 余俊杰;Q.Lin;R.Loxton;K.L.Teo;G.Wang,时滞最优控制问题的混合时间尺度变换,优化理论与应用杂志,169876-901(2016)·Zbl 1342.49003号 ·doi:10.1007/s10957-015-0783-z
[47] 余俊杰;K.L.Teo;L.S.Zhang;白玉清,连续不等式约束优化问题的一种新的精确罚函数方法,工业管理与优化杂志,6895-910(2010)·Zbl 1203.90010号 ·doi:10.3934/jimo.2010.6895
[48] Y.Zhao;M.A.Stadtherr,《路径约束不相等动态系统的严格全局优化》,《工业与工程化学研究》,第50期,第12678-12693页(2011年)·doi:10.1021/ie200996f
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。