自由时间最优控制问题的一种控制向量参数化方法
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作者单位:

1. 中国石油大学(华东)信息与控制工程学院
2. 中国石油大学(华东)

作者简介:

李树荣

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基金项目:

国家自然科学基金;国家科技重大专项


Control vector parametrization approach for free time optimal control problems
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    摘要:

    针对自由时间最优控制问题, 提出一种控制向量参数化(CVP) 方法. 通过引入时间尺度因子, 将自由时间最
    优控制问题转化为固定时间问题, 并将终端时刻作为优化参数. 基于CVP 方法, 最优控制问题被转化为一个非线性
    规划(NLP) 问题. 建立目标和约束函数的Hamiltonian 函数, 通过求解伴随方程获得目标和约束函数的梯度, 采用序
    列二次规划(SQP) 方法获得问题的数值解. 对于控制有切换结构的优化问题, 给出了一种网格精细化策略, 以提高控
    制质量. 补料分批反应器最优控制问题的仿真实验验证了所提出方法的有效性.

    Abstract:

    A control vector parameterization(CVP) based numerical approach is proposed for free time optimal control
    problems. By using a time-scaling factor, free time optimal control problem is converted into a fixed time one, and the final
    time is defined as an optimization parameter. Based on CVP method, the resulted optimal control problem is reformulated as
    a nonlinear programming(NLP) problem. By constructing the Hamiltonian functions of objective and constraint functions,
    the adjoint functions are solved to obtain the gradients of objective and constraint functions. The numerical solution is
    obtained by using the sequential quadratic programming(SQP) method. For the control switched optimal control problems,
    a mesh refinement strategy is presented to improve the optimal solution. A simulation on a fed-batch reactor optimal control
    problem shows the effectiveness of the proposed approach.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李树荣 张强 雷阳 张晓东.自由时间最优控制问题的一种控制向量参数化方法[J].控制与决策,2011,26(7):1009-1013

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  • 收稿日期:2010-04-02
  • 最后修改日期:2010-06-29
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  • 在线发布日期: 2011-07-20
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