×

多体系统最优控制问题的符号-数字有效解。 (英语) 兹比尔1077.65070

摘要:本文提出了一种有效的符号-数字方法,用于生成和求解源于最优控制问题(OCP)变分形式的边值问题微分代数方程(BVP-DAE)。本文介绍了利用符号操作软件(Maple)对通用多体系统OCP方程进行符号推导的方法。利用拉格朗日乘子和罚函数将约束问题转化为无约束问题。从非约束问题的第一个变分得到了一个BVP-DAE,有限差分离散化得到一个非线性系统。对于非线性系统的数值求解,使用了阻尼牛顿格式。通过在求解策略中利用稀疏模式,可以快速反演稀疏和结构化雅可比矩阵。该方法以面向对象的方式实现,并用C++语言编码。通过使用Lapack和Blas进行线性代数,可以确保核心例程的效率。

MSC公司:

65K10码 数值优化和变分技术
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序 链接

参考文献:

[5] Büskens,C。;Maurer,H.,《解决具有控制和状态约束的最优控制问题的SQP方法:伴随变量、灵敏度分析和实时控制》,J.Compute。申请。数学。,120,1-2,85-108(2000),基于sQP的实际最优控制问题直接离散化方法·Zbl 0963.65070号
[6] 卡萨诺娃,D。;夏普,R.S。;Symonds,P.,最小时间操纵:偏航惯性的重要性,车辆系统动力学,34,77-115(2000)
[7] 塞万提斯。;Biegler,L.T.,《动态系统的优化策略》,(Floudas,C.;Pardalos,P.,《优化百科全书》,第4卷(2001),Kluwer:Kluwer-Dordrecht),216-227,URL citeser.nj.nec.com/cervantes99optimization.html
[9] Cossalter,V。;Lot,R.,基于自然坐标法的用于实时仿真的摩托车多体模型,车辆系统动力学,37,6,423-447(2002)
[10] Da Lio,M。;Cossalter,V。;R地块。;Fabbri,L.,评估车辆机动性的通用方法,特别强调摩托车,车辆系统动力学,31,21113-135(1999)
[12] Da Lio,M。;Doria,A。;Lot,R.,《惯性张量测量的空间机制:理论和实验结果》,ASME J.《动态系统测量》。控制,121111-116(1999)
[13] Deufhard,P。;Heindl,G.,牛顿方法的仿射不变收敛定理及其对相关方法的扩展,SIAM J.Numer。分析。,16, 1, 1-10 (1979) ·Zbl 0395.65028号
[14] Fabien,B.C.,带参数约束最优控制问题的数值解,应用。数学。计算。,80, 1, 43-62 (1996) ·兹比尔0871.65055
[15] 加西亚·德贾隆(García de Jalón),J。;Bayo,E.,多体系统的运动学和动力学仿真(1994),机械工程系列:机械工程系列Springer,纽约,实时挑战
[16] Gill,体育。;默里,W。;Saunders,M.A.,SNOPT:大规模约束优化的SQP算法,SIAM J.Optim。,1979-1006(2002),(电子版)·Zbl 1027.90111号
[17] Keller,H.B.,非线性两点边值问题的精确差分方法,SIAM J.Numer。分析。,11, 305-320 (1974) ·Zbl 0282.65065号
[18] 库格曼,B。;Pesch,H.J.,约束最优控制中的新通用制导方法,II,在航天飞机制导中的应用,J.Optim。理论应用。,67, 3, 437-446 (1990) ·Zbl 0697.49027号
[19] 库格曼,B。;Pesch,H.J.,约束最优控制中的新通用制导方法,I,数值方法,J.Optim。理论应用。,67, 3, 421-435 (1990) ·Zbl 0697.49026号
[20] Lentini,M。;Pereyra,V.,具有温和边界层的非线性两点边界问题的自适应有限差分求解器,SIAM J.Numer。分析。,14,1,94-111(1977),关于两点边值问题数值解的论文(德克萨斯州卢伯克市德克萨斯理工大学NSF-CBMS区域研究会议,1975)·Zbl 0358.65069号
[21] Pesch,H.J.,现实生活中最优控制问题解决方案的实用指南,控制网络。,23、1-2、7-60(1994),参数优化·Zbl 0811.49029号
[22] Sargent,R.W.H.,《最优控制》,J.Compute。申请。数学。,124,1-2,361-371(2000),数值分析2000,第四卷,优化和非线性方程·Zbl 0970.49003号
[23] 塞尔维亚人,R。;Petzold,L.R.,COOPT——一个用于大规模微分代数方程系统最优控制的软件包,数学。计算。模拟,56,2,187-203(2001),直线法(雅典,佐治亚州,1999)·Zbl 1026.93004号
[24] Spägele,T.等人。;Kistner,A。;Gollhofer,A.,《模拟人体垂直跳跃的多阶段最优控制技术》,J.Biomech。,32, 87-91 (1999)
[26] 斯托恩,S。;Hertzberg,T.,解决动态优化问题的序列线性二次规划算法——综述,计算。化学。工程师,19495-500(1995)
[27] Trotman,J.L.,变分法与最优控制,数学本科生教材(1996),Springer:Springer New York,在William Hrusa的帮助下,用初等凸性优化·Zbl 0865.49001号
[30] Wright,S.J.,两点边值问题的稳定并行算法,SIAM J.Sci。统计师。计算。,13, 3, 742-764 (1992) ·Zbl 0757.65095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。