马蒂亚斯·格德斯 微分代数方程最优控制问题综述。 (英语) Zbl 1331.49001号 Ilchmann,Achim(编辑)等人,微分代数方程综述II。查姆:施普林格(ISBN 978-3-319-11049-3/pbk;978-3-316-11050-9/电子书)。微分代数方程论坛,103-161(2015)。 这项工作致力于DAE的最优控制问题,主要是解决这些问题的数值方法。在一般形式下,此类DAE由隐式DAE定义\[F(t,x(t),x'(t)和u(t))=0\tag{1}\]具有足够光滑的给定变量函数\(F:I\times\mathbb{R}^{n_x}\times\mathbb{R}^{n_x}\times\mathbb{R}^{n_u}\rightarrow\mathbb{R}^{n_x}\),其中\(x:I=[t_{0},t]\rightarrow\mathbb{R}^{n_x}\),\(u:I\rightarrow\mathbb{R}^{n_u}\),当\(F'_{x}\)为单数时,这更有趣。带有奇异Jacobian的特殊示例是类型的半显式DAE\[F(t,x,x',u)=(M(t,x_{d})x'_{d} -f(t,x{d},x{a},u),g\]具有非奇异矩阵\(M\)。作为最优控制问题(OCP)的一般原型,提出了在DAE(1)下最小化泛函(varphi(x(t{0}),x(t}f}))+int\limits_{t{0{}^{t{f}f{0}(t,x(t),u(t t{0}})=0\)和集合约束\(u(t)在\mathfrak{U}\中,其中\(\varphi:\mathbb{R}^{n_{x}}\次\mathbb{R}^{n{x}{\右箭头\mathbb2{R}\)n_{x}}\times\mathbb{R}^{n_{U}}\rightarrow\mathbb}R}^n_{c}}\),\(\psi:\mathbb{R}^{n_n{x}{times\mathbb}\rightarrow\mathbb{R}^{psi}\)和\(\mathfrak{U}\subseteq\mathbb{R}^{n_{U}}\)。还提出了以下问题(NPL):\(\mathbb{Z}\),\(U\),\(W\)是Banach空间,\(J:\mathbb{Z}\rightarrow\mathbb{R}\),\(G:\mathbb{Z}\rightarrowW\),\(H:\mathbb{Z}\rightarrowV\)是给定的映射,\(K\substeqW\)是顶点为零的非空闭凸锥,\(S\substeq\mathbb{Z}\)是非空集。根据约束条件最小化(J(mathbb{Z}),(G(Z)=K\),(H(Z)=0\)。在引言中,作者为NLP问题建立了两个包含最优性必要条件的定理,即John条件和Karush-Kuhn-Tucker条件。最后一个定理排除了第一个定理的退化情况,对此的研究可以在作者的专著中找到[M.Gerdts先生ODE和DAE的最佳控制。de Gruyter教科书。柏林:de Gruyter(2012;Zbl 1275.49001号)]. 本文的目的是概述DAE最优控制的不同方面以及该领域的文献。本工作的一部分致力于研究线性二次DAE最优控制问题(第2节)的最优性必要条件和充分性条件,以及一类非线性DAE优化控制问题的局部(弱)极小原则和全局(强)极小原则的最优化必要条件(第3节)。这项工作的一半以上致力于用数值方法解决DAE的最优控制问题。这些是直接离散化方法(第4节,全离散化和约化离散化)和第5节中的函数空间方法(梯度法,拉格朗日-纽顿法)以及不等式约束的处理,其中给出了作者的结果。关于整个系列,请参见[Zbl 1305.65006号].审核人:Boris V.Loginov(乌里扬诺夫斯克) 引用于三文件 理学硕士: 49-02 关于变分法和最优控制的研究说明(专著、调查文章) 49克15 常微分方程问题的最优性条件 49公里21 非微分方程关系问题的最优性条件 49平方米25 最优控制中的离散逼近 4.95亿 基于必要条件的数值方法 49英里15 牛顿型方法 49甲10 线性二次型最优控制问题 34A09号 隐式常微分方程,微分代数方程 65升80 微分代数方程的数值方法 关键词:最优控制问题;微分代数方程;最优性条件;直接离散化方法;拉格朗日-纽顿法;投影梯度法 引文:Zbl 1275.49001号 软件:二辉橄榄岩;科尔内;虚拟专用局域网;罗德斯;奥的斯 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Gerdts},in:微分代数方程II中的调查。查姆:斯普林格。103-161(2015;Zbl 1331.49001) 全文: 内政部 参考文献: [1] Alt,W.,无限维优化问题的拉格朗日-牛顿方法,数值。功能。分析。最佳。,11, 201-224 (1990) ·Zbl 0694.49022号 ·doi:10.1080/01630569008816371 [2] Alt,W。;Oettli,W。;Pallaschke,D.,banach空间中的序列二次规划,优化进展,281-301(1991),柏林:施普林格,柏林·Zbl 0765.49020号 [3] Alt,W。;Malanowski,K.,非线性最优控制问题的Lagrange-Newton方法,计算。最佳方案。申请。,2, 77-100 (1993) ·Zbl 0774.49022号 ·doi:10.1007/BF01299143 [4] Alt,W。;Malanowski,K.,状态约束最优控制问题的Lagrange-Newton方法,计算。最佳方案。申请。,4, 217-239 (1995) ·Zbl 0821.49024号 ·doi:10.1007/BF01300872 [5] 阿莫迪奥,P。;Mazzia,F.,微分代数方程的数值解和一致初始/边界条件的计算,J.Compute。申请。数学。,87, 135-146 (1997) ·Zbl 0894.65031号 ·doi:10.1016/S0377-0427(97)00178-7 [6] 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