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用于指导问题的随机批处理模型预测控制。 (英语) 兹比尔1476.49038

小结:我们对排斥驾驶员作用下的一群逃逸者的引导问题进行建模、仿真和控制。这个问题是在一个最优控制框架中描述的,其中驱动(控制)的目的是引导逃逸者(状态)到达欧氏空间的期望区域。随着相互作用数量的增加,这种模型的数值模拟对于大量相互作用的主体很快变得不可行。为了将计算成本降低到\(O(N)\),我们使用随机批处理方法(RBM),该方法提供了一种计算上可行的动力学近似值。首先,将考虑的时间间隔划分为多个子间隔。在每个子区间中,RBM将粒子集随机划分为小子集(批),只考虑每个批内的相互作用。由于平均效应,当子区间的长度为零时,RBM近似收敛到(L^2)-期望范数中的精确动力学。对于这种近似动力学,可以使用经典的梯度下降有效地计算相应的最优控制。结果控制对于原始系统不是最优的,但对于简化的RBM模型是最优的。因此,我们采用模型预测控制(MPC)策略来处理动力学中的误差。这导致了一种半反馈控制策略,其中控制仅在较短的时间间隔内应用于原始系统,然后根据(受控)原始动力学的状态计算下一时间间隔的最优控制。通过数值实验,我们表明RBM和MPC的结合显著降低了计算成本,保留了控制整体动力学的能力。

MSC公司:

49平方米29 涉及对偶性的数值方法
90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
93亿B51 设计技术(稳健设计、计算机辅助设计等)

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卡萨迪
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