×

具有随机PDE约束和不确定控制的最优控制。 (英语) Zbl 1243.49034号

摘要:研究了具有不确定性和不确定性控制的偏微分方程约束问题的最优控制。定义问题的拉格朗日函数是根据随机函数假设的,控制函数可能分解为未知确定性分量和已知零位随机分量。探讨了随机维数在定义成本泛函时提供的额外自由度,证明了控制系统响应统计方面的范围。使用一次随机有限元方法来寻找控制问题的近似解。结果表明,当考虑确定性最优控制或成本泛函中包含矩时,将随机配置有限元方法应用于所述问题会导致随机配置点之间的耦合,因此,对于所考虑的问题,放弃了配置方法相对于随机Galerkin方法的主要优势。通过大量的数值例子说明了所提出方法的应用。该框架具有足够的通用性,可以考虑一类反问题,并给出了这类反问题的数值例子。

MSC公司:

49公里45 随机问题的最优性条件
49平方米25 最优控制中的离散逼近
60甲15 随机偏微分方程(随机分析方面)

软件:

DOLFIN公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 巴布什卡,I。;丹蓬,R。;Zouraris,G.,随机椭圆偏微分方程的Galerkin有限元近似,SIAM J.Numer。分析。,42, 800-825 (2004) ·Zbl 1080.65003号
[2] 巴布什卡,I。;Nobile,F。;Tempone,R.,带随机输入数据的椭圆偏微分方程的随机配置方法,SIAM J.Numer。分析。,45, 1005-1034 (2007) ·Zbl 1151.65008号
[3] 巴布什卡,I。;Nobile,F。;Tempone,R.,带随机输入数据的椭圆偏微分方程的随机配置方法,SIAM Rev.,52,2,317-355(2010)·Zbl 1226.65004号
[4] Bäck,J。;Nobile,F。;Tamellini,L。;Tempone,R.,随机系数偏微分方程的随机谱Galerkin和配置方法:数值比较,(Hesthaven,J.S.;Rönquist,E。M.,偏微分方程的谱和高阶方法。偏微分方程的谱和高阶方法,计算科学与工程讲义,第76卷(2011年),施普林格:施普林格-柏林-海德堡),43-62·Zbl 1216.65004号
[5] Borz,A.,随机系数椭圆控制问题的多重网格和稀疏网格格式,计算。视觉科学。,13, 4, 153-160 (2010) ·Zbl 1213.65092号
[6] 博兹,A。;Schulz,V.,PDE优化的多重网格方法,SIAM Rev.,51,2,361-395(2009)·Zbl 1167.35354号
[7] 波茨?,A。;von Winckel,G.,随机系数抛物线最优控制问题的多重网格方法和稀疏网格配置技术,SIAM J.Sci。计算。,31, 3, 2172-2192 (2009) ·Zbl 1196.35029号
[8] 弗劳恩费尔德,P。;施瓦布,C。;Todor,R.A.,随机系数椭圆问题的有限元,计算。方法应用。机械。工程,194,205-228(2005)·Zbl 1143.65392号
[9] Ghanem,R.G。;Spanos,P.D.,《随机有限元:谱方法》(2003),多佛:多佛米诺拉,美国纽约·Zbl 0953.74608号
[10] Gunzburg,M.D.,《流量控制和优化展望》(2003),SIAM:SIAM,美国费城·Zbl 1088.93001号
[11] Hinze,M。;皮诺,R。;Ulbrich,M。;Ulbrich,S.,《PDE约束优化》(2009),施普林格出版社:德国柏林施普林格·Zbl 1167.49001号
[12] Hou,L.S。;Lee,J。;Manouzi,H.,随机椭圆偏微分方程约束的随机最优控制问题的有限元近似,J.Math。分析。申请。,384, 1, 87-103 (2011) ·Zbl 1227.65011号
[13] Jin,B。;Zou,J.,用谱随机有限元方法反演Robin系数,J.计算。物理。,227, 3282-3306 (2008) ·Zbl 1141.65005号
[14] Loève,M.,概率论(1977),施普林格:美国纽约施普林格·Zbl 0359.60001号
[15] Logg,A。;Wells,G.N.,DOLFIN:自动化有限元计算,ACM Trans。数学。软质。,37, 2, 20:1-20:28 (2010) ·Zbl 1364.65254号
[16] 马蒂斯·H·G。;Keese,A.,线性和非线性椭圆随机偏微分方程的Galerkin方法,计算。方法应用。机械。工程,1941295-1331(2005)·Zbl 1088.65002号
[17] 鲍威尔,C.E。;Elman,H.C.,谱随机有限元系统的块对角预处理,IMA J.Numer。分析。,29, 350-375 (2009) ·Zbl 1169.65007号
[18] Rees,T。;美元,H.S。;Wathen,A.J.,PDE-约束优化的最优解算器,SIAM J.Sci。计算。,32, 271-298 (2010) ·兹比尔1208.49035
[19] Rosseel,E。;Vandewalle,S.,随机有限元方法的迭代求解器,SIAM J.Sci。计算。,32, 1, 372-397 (2010) ·Zbl 1253.65007号
[20] E.Rosseel,G.N.Wells,支持材料,2011年。URL地址<http://www.dspace.cam.ac.uk/handle/1810/240740(网址:http://www.dspace.cam.ac.uk/handle/1810/240740); E.Rosseel,G.N.Wells,支持材料,2011年。URL地址<http://www.dspace.cam.ac.uk/handle/1810/240740
[21] Sankaran,S.,使用稀疏网格配置方案的随机优化,Prob。工程机械。,24, 382-396 (2009)
[22] Schöberl,J。;Zulehner,W.,鞍点问题的对称不定预条件及其在PDE约束优化问题中的应用,SIAM J.Math。分析。,29, 3, 752-773 (2007) ·Zbl 1154.65029号
[23] Tröltzsch,F.,《偏微分方程的最优控制:理论、方法和应用》(2010),美国数学学会:美国数学学会普罗维登斯,美国罗德岛·Zbl 1195.49001号
[24] Xiu,D.,《随机计算的快速数值方法:综述》,Commun。计算。物理。,5, 2-4, 242-272 (2009) ·Zbl 1364.65019号
[25] 秀,D。;Hesthaven,J.S.,随机输入微分方程的高阶配置方法,SI AM J.Sci。计算。,27, 3, 1118-1139 (2005) ·Zbl 1091.65006号
[26] 秀,D。;Karniadakis,G.E.,通过广义多项式混沌建模稳态扩散问题中的不确定性,计算。方法应用。机械。工程,1914927-4948(2002)·Zbl 1016.65001号
[27] Zabaras,N.,《求解随机逆问题:稀疏网格配置方法》,(Biegler,L.;Biros,G.;Ghattas,O.;Marzouk,Y.;Heinkenschloss,M.;Keyes,D.;Mallick,B.;Tenorio,L.;van Bloemen-Waanders,B.;Willcox,K.,《大规模逆问题与不确定性量化》(2011),Wiley),291-319,第14章
[28] 北卡罗来纳州扎巴拉斯。;Ganapathysubramanian,B.,使用稀疏网格配置方法解决随机逆问题的可扩展框架,J.Compute。物理。,227, 4697-4735 (2008) ·Zbl 1142.65008号
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。