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算法902:GPOPS,使用高斯伪谱方法求解多相最优控制问题的MATLAB软件

出版:2010年4月23日出版历史
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摘要

描述了一种算法,该算法使用一种最近开发的称为高斯伪谱法该算法非常适合在FORTRAN 95和MATLAB等现代矢量化编程语言中使用。该算法离散了最优控制问题每个阶段的成本泛函和微分代数方程。然后使用状态和时间上的联动条件连接相位。离散化产生了一个大规模非线性规划问题(NLP),并详细描述了NLP的重要特征。算法的一个特殊的可重用MATLAB实现,称为GPOPS公司将其应用于三个经典的最优控制问题,以证明其实用性。本文描述的算法将为研究人员和工程师提供一个有用的软件工具,并为在其他编程语言中实现高斯伪谱方法提供参考。

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补充材料

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索引术语

  1. 算法902:GPOPS,使用高斯伪谱方法求解多相最优控制问题的MATLAB软件

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          莱斯利·斯蒂芬·詹宁斯

          最优控制问题是一个具有挑战性的计算问题,它由许多状态相关的阶段组成,其中不同阶段的状态可能彼此不同。本文展示了如何使用伪谱方法来近似每个阶段内的状态和(连续)控制函数来开发有限维优化问题。状态和控件都是离散的。作者成功地提供了一篇关于他们的软件GPOPS如何工作的教育论文。实际的伪谱近似是在每个相位的勒让德-高斯多项式的零点处的直接配置。本文的大部分内容详细介绍了如何在一个相位内和相位间逼近各种约束,以及优化软件所需的雅可比矩阵的零非零结构。本文讨论了该过程的自动微分和简化链接。给出了三个实例的令人印象深刻的结果,并指出了该方法的局限性。包括伪谱方法和最优控制软件的广泛参考文献。在线计算评论服务

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            数学软件上的封面图像ACM事务
            ACM数学软件汇刊 第37卷第2期
            2010年4月
            281页
            国际标准编号:0098-3500
            EISSN公司:1557-7295
            内政部:10.1145/1731022
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            出版商

            计算机协会

            美国纽约州纽约市

            出版历史

            • 出版:2010年4月23日
            • 认可的:2009年6月1日
            • 修订过的:2009年2月1日
            • 收到时间:2008年10月1日
            发布于汤姆斯第37卷第2期

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