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箱约束最优控制问题欧拉离散化的不精确恢复。 (英语) Zbl 1263.49029号

摘要:研究了状态和控制约束最优控制问题欧拉离散化的非精确恢复方法。利用不精确恢复方法,建立了离散化(有限维优化)问题到近似解的收敛性,以及近似解到原问题连续时间解的收敛。对于约束最优控制问题,证明了不精确恢复方法收敛的一个充分条件是成立的。利用建模语言AMPL和优化软件Ipopt,通过两个具有计算挑战性的最优控制问题(一个涉及集装箱起重机,另一个涉及自由飞行机器人),进行了数值实验,以说明不精确恢复方法的鲁棒性。有趣的是,实验表明,使用Ipopt作为不精确恢复方法的一部分(在其子问题中)可能比直接单独使用Ipopt更好。

MSC公司:

49平方米25 最优控制中的离散逼近

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AMPL公司伊波特
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参考文献:

[1] Kaya,C.Y.,Martínez,J.M.:不精确恢复和最优控制的Euler离散化。J.优化。理论应用。134, 191–206 (2007) ·Zbl 1135.49019号 ·doi:10.1007/s10957-007-9217-x
[2] Kaya,C.Y.:最优控制问题的Runge-Kutta离散化的不精确恢复。SIAM J.数字。分析。48(4), 1492–1517 (2010) ·Zbl 1230.49029号 ·数字对象标识代码:10.1137/090766668
[3] Hager,W.W.:最优控制和变换伴随系统中的Runge-Kutta方法。数字。数学。87247-282(2000年)·Zbl 0991.49020号 ·doi:10.1007/s002110000178
[4] Dontchev,A.L.,Hager,W.W.,Malanowski,K.:状态和控制约束最优控制问题的欧拉近似的误差界。数字。功能。分析。最佳方案。21(6), 653–682 (2000) ·Zbl 0969.49013号 ·doi:10.1080/01630560008816979
[5] Dontchev,A.L.,Hager,W.W.:状态约束最优控制问题中的欧拉近似。数学。计算。70, 173–203 (2000) ·Zbl 0987.49017号 ·doi:10.1090/S0025-5718-00-01184-4
[6] Malanowski,K.,Büskens,C.,Maurer,H.:非线性最优控制问题近似的收敛性。收录于:Fiacco,A.V.(ed.)《带数据扰动的数学规划V.纯数学和应用数学课堂讲稿》,第195卷,第253-284页(1997)·Zbl 0883.49025号
[7] Mordukhovich,B.S.:变分分析和广义微分:应用第二卷。柏林施普林格出版社(2006)
[8] Martínez,J.M.,Pilotta,E.A.:约束优化的不精确恢复算法。J.优化。理论应用。104(1)、135–163(2000年)·兹比尔0969.90094 ·doi:10.1023/A:1004632923654
[9] Martínez,J.M.:具有拉格朗日切线减少和非线性新价值函数的不精确恢复方法。J.优化。理论应用。111, 39–58 (2001) ·Zbl 1052.90089 ·doi:10.1023/A:1017567113614
[10] Birgin,E.G.,Martínez,J.M.:不精确恢复方法的局部收敛性和数值实验。J.优化。理论应用。127(2), 229–247 (2005) ·Zbl 1116.90094号 ·doi:10.1007/s10957-005-6537-6
[11] Kaya,C.Y.,Martínez,J.M.:不精确恢复和最优控制的Euler离散化。技术报告(2006年)http://www.ime.unicampbr/\(\ sim\)马丁内斯/。另请参见:http://people.unisa.edu.au/yalcin.kaya ·Zbl 1135.49019号
[12] Büskens,C.:Optimierungsmethoden和sensititätsanalysis für optimize steuerprozesse mit steuer-und Zustands-Beschränkungen。穆斯特大学博士论文(1998年)·Zbl 0907.49010号
[13] Luus,R.:迭代动态规划。查普曼和霍尔/CRC,伦敦(2000年)·Zbl 1070.49001号
[14] Teo,K.L.,Goh,C.J.,Wong,K.H.:最优控制问题的统一计算方法。朗曼,纽约(1991)·Zbl 0747.49005号
[15] Sirisena,H.R.,Chou,F.S.:非线性最优控制问题的控制参数化Ritz方法的收敛性。J.优化。理论应用。29(3), 369–382 (1979) ·Zbl 0387.49032号 ·doi:10.1007/BF00933141
[16] Kaya,C.Y.,Lucas,S.K.,Simakov,S.T.:使用数学编程公式计算砰砰约束最优控制。最佳方案。控制应用程序。方法25(6),295–308(2004)·Zbl 1073.49019号 ·doi:10.1002/oca.749
[17] Kaya,C.Y.,Noakes,J.L.:时间最优切换控制的计算方法。J.优化。理论应用。117(1),69–92(2003)·Zbl 1029.49029号 ·doi:10.1023/A:102360422807
[18] Maurer,H.,Büskens,C.,Kim,J.-H.R.,Kaya,C.Y.:验证bang–bang控制的二阶充分条件的优化方法。最佳方案。控制应用程序。方法26(3),129–156(2005)·doi:10.1002/oca.756
[19] Forer,R.,Gay,D.M.,Kernighan,B.W.:AMPL:数学规划建模语言,第二版。Brooks/Cole/Cengage Learning,Pacific Grove(2002)
[20] Wächter,A.,Biegler,L.T.:关于大规模非线性规划的原始-对偶内点过滤器线搜索算法的实现。数学。程序。106, 25–57 (2006) ·Zbl 1134.90542号 ·doi:10.1007/s10107-004-0559-y
[21] Hartl,R.F.,Sethi,S.P.,Vickson,R.G.:状态约束最优控制问题的最大值原理综述。SIAM版本37,181–218(1995)·Zbl 0832.49013号 ·数字对象标识代码:10.1137/1037043
[22] Bertsekas,D.P.:非线性规划,第二版。雅典娜科学,纳舒亚(1997)
[23] Sakawa,Y.,Shindo,Y.:集装箱起重机的最优控制。Automatica 18,257–266(1982)·Zbl 0488.93021号 ·doi:10.1016/0005-1098(82)90086-3
[24] Augustin,D.,Maurer,H.:状态约束下集装箱起重机的灵敏度分析和实时控制。在:Grötschel,M.,Krumke,S.O.,Rambau,J.(编辑)《大规模系统的在线优化》,第69–82页。施普林格,柏林(2001)·Zbl 1007.49012号
[25] Pytlak,R.,Vinter,R.B.:具有状态和控制约束的最优控制问题的可行方向算法:实现。J.优化。理论应用。101, 623–649 (1999) ·Zbl 0956.90061号 ·doi:10.1023/A:1021742204850
[26] Teo,K.L.,Jennings,J.L.:具有连续状态不等式约束的非线性最优控制问题。J.优化。理论应用。63(1), 1–22 (1989) ·兹伯利0663.49015 ·doi:10.1007/BF00940727
[27] Alt,W.,Baier,R.,Gerdts,M.,Lempio,F.:线性控制问题bang-bang解的近似。优化(2011)。doi:10.1080/02331934.2011.568619·Zbl 1263.49028号
[28] Sakawa,Y.:使用最优控制进行自由飞行机器人的轨迹规划。最佳方案。控制应用程序。方法20,235-248(1999)·doi:10.1002/(SICI)1099-1514(199909/10)20:5<235::AID-OCA658>3.0.CO;2-I型
[29] Vossen,G.A.,Maurer,H.:关于最优控制中的L1最小化和机器人应用。最佳方案。控制应用程序。方法27301-321(2006)·doi:10.1002/oca.781
[30] Andreani,R.、Castro,S.L.C.、Chela,J.、Friedlander,J.和Santos,S.A.:非线性双层规划问题的不精确存储方法。计算。最佳方案。申请。43, 307–328 (2009) ·Zbl 1170.90484号 ·doi:10.1007/s10589-007-9147-4
[31] Francisco,J.B.、Martínez,J.M.、Martánez、L.、Pisnitchenko,F.:电子结构计算中最小化问题的不精确恢复方法。计算。最佳方案。申请。50, 555–590 (2011) ·Zbl 1263.90090号 ·doi:10.1007/s10589-010-9318-6
[32] Gomes-Ruggiero,M.A.,Martínez,J.M.,Santos,S.A.:非凸约束最小化的不精确恢复谱投影梯度法。SIAM J.科学。计算。31, 1628–1652 (2009) ·Zbl 1220.90123号 ·doi:10.1137/070707828
[33] Fischer,A.,Friedlander,A.:非线性规划的一种新的行搜索不精确恢复方法。计算。最佳方案。申请。46, 333–346 (2010) ·Zbl 1220.90122号 ·doi:10.1007/s10589-009-9267-0
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