抛物型最优控制问题的全离散Crank-Nicolson有限元法

针对具有积分控制约束的抛物型最优控制问题,提出了一种基于Crank-Nicolson格式的全离散有限元法.使用分段线性有限元对状态进行空间离散,采用Crank-Nicolson格式进行时间离散,对控制变量采用分段线性近似,从而得到离散的最优性系统.证明了状态变量、伴随状态变量和控制变量的误差估计,并通过数值算例验证理论结果.

具有自由终端时间的多目标最优控制问题可行解的存在性

本文主要考虑在欧式空间中,初始状态和终端状态满足约束,具有自由终端时间的多目标最优控 制问题。 通过引入额外的状态与控制,把具有自由终端时间的多目标最优控制问题转变为有限时 间区间的多目标最优控制问题,得到了具有自由终端时间的多目标最优控制问题可行解存在性条件。

改进的正则化前后扫描迭代算法求解刚性最优控制问题

最优控制问题广泛应用于工程学、经济学、生物学等众多领域。由于寻求解析解往往极具挑战性,人们通常采用设计合适的数值算法来求解其数值解。在这些问题中,刚性最优控制问题的数值求解方法尤为关键,这类问题的处理通常面临两难选择:问题的刚性特性容易引起数值方法的不稳定性,而过度追求数值格式的稳定性则可能导致计算成本显著增加,使得算法难以实用。本文专注于一类特定的刚性最优控制问题,通过改进传统的正则化前后扫描迭代算法,既保证了算法的稳定性,同时也显著提高了计算效率。最后通过数值实验验证了上述结论。

随机椭圆最优控制问题的随机配置方法

本文讨论求解随机系数泊松方程约束最优控制问题的有效数值方法.通过应用有限元方法和随机配置法,将原最优控制问题离散转化为最优化问题,再利用交替方向乘子法求解最优化问题.之后,对所提出的算法进行了收敛性分析,并通过数值实验验证了算法的有效性.

对流扩散方程最优控制问题的重心插值配点格式

为了讨论对流扩散方程最优控制问题的重心插值配点格式,首先,借助Lagrange乘子法,推导出由状态方程、伴随方程、最优性方程构成的最优性条件.其次,在空间x,y方向均运用重心插值配点格式离散方程组,并给出该配点格式的相容性分析.最后,数值实验验证格式的有效性,与经典有限差分格式比较,重心插值配点格式用较少的节点数就能具有很高的精度.

椭圆界面最优控制问题的有限元后验误差估计

对一类带界面的椭圆最优控制问题给出了有限元逼近格式,其中网格剖分不需要匹配界面。对问题的状态变量和伴随变量用线性连续函数离散,控制变量采用变分离散的方法逼近,最后给出相应的后验误差。

最优控制问题中Riccati方程解的一致收敛性

讨论了在Hilbert空间中无限时区线性时变系统状态方程组中最优控制问题的背景下,Riccati微分方程组解的一致收敛性.给出了Riccati微分方程解一致收敛的一些充分条件.Riccati微分方程解的一致收敛性,对于随机演化系统自适应控制问题的应用具有重要意义.

关于发展方程最优控制问题的时间并行算法研究

对发展型微分方程线性二次最优控制问题和带有逐点控制约束的线性二次最优控制问题的数值求解进行了研究和分析,提出了一种新的时间并行算法,并通过数值算例验证了该算法的有效性和收敛性。新的时间并行算法将求解最优控制问题的计算任务拆分成多个独立的子问题进行求解,显著提高了计算效率。这为解决实际工程应用中的最优控制问题提供了一种高效的计算手段,对控制系统的优化和性能提升具有重要意义。

求解非光滑最优控制问题的自适应网格优化

针对传统直接配点法在求解非光滑最优控制问题时存在离散误差大、精度低的问题,提出了一种自适应直接配点法。利用局部分段插值多项式逼近最优解,将最优控制问题离散为非线性规划问题,并给出了离散误差估计方法,根据离散误差的大小确定区间内节点的加密量,提出了自适应网格优化算法,利用该算法将大部分节点配置在非光滑区域以降低离散误差。最后通过仿真算例将所提算法与传统直接配点法和文献中的拟谱自适应算法分别进行比较,验证了所提算法的高精度和有效性。

固定边界发汗冷却系统的最优控制问题(英文)

对固定边界发汗冷却控制系统的最优控制问题进行了讨论 ;利用测度理论 ,将最优控制问题转化为在一定的正测度空间上求解带线性约束条件的线性优化问题 .从而给出了控制律及冷却剂携带量最优值的计算方法 。

基于进化规划的时间最优控制问题求解

在分析时间最优控制问题已有求解方法优缺点的基础上 ,提出基于进化规划法求解约束时间最优控制问题的直接方法 ,研究进化规划求解时间最优控制问题的模型 ,将约束作为惩罚项包括在目标函数中 ,以此构造适应度函数。对线性阻尼振子问题进行了数值仿真 ,结果表明效果良好。

一类分数阶最优控制问题的高精度数值方法研究（英文）

研究了一类具有二次型性能指标的分数阶线性系统最优控制问题的高精度数值方法.首先通过分数阶变分法导出了相应的最优条件和分数阶汉密尔顿系统,然后利用正则分数阶Sturm-Liouville问题的特征函数—分数次雅可比多项式和泛函极值的存在条件,对这类分数阶最优控制问题进行了数值求解,并分析了分数阶变分的收敛性.最后给出了数值算例,验证了方法具有高精度.

非光滑最优控制问题的一种数值解法

针对非光滑最优控制问题提出一种分段数值解法.首先对问题进行全局拟谱离散,然后选取分点,将时间区域进行剖分,在每段区域上对问题进行离散,离散过程采用Chebyshev-Legendre拟谱方法,可以有效借助快速Legendre变换提高算法的运算效率,比现有算法在很大程度上节省了计算时间.给出了相关的理论分析,数值结果表明方法的高精度和有效性.

带不变凸的非光滑约束分式最优控制问题的对偶

对于G .J .Zalmai提出的非光滑约束分式最优控制问题 (P)及其对偶 (DI) ,在对其目标函数及约束函数的不变凸假设下 ,本文证明了问题 (P)与 (DI)

拟线性椭圆变分不等式的障碍最优控制问题

对拟线性椭圆变分不等式的障碍最优控制问题(即以障碍为控制变量)进行了研究．指标泛函为Lagrange型,其中含有控制变量二阶导数的p次幂,这使得最优性条件的推导颇为不易．对所考虑的问题给出了最优控制的存在性定理以及必要条件．

一个有效两阶段最优控制问题的算法

讨论了一类动态连续系统的最优控制问题,提出了一种两级最优控制算法。该算法首先把原问题转化为参数最优控制问题,然后从参数最优控制问题的解集中挑出原问题的最优控制。建立了算法的理论基础,证明了算法的收敛性。仿真结果表明算法是有效的。

最优控制问题有限元解的超收敛性

对积分微分方程的最优控制问题进行了介绍.讨论了积分微分方程的最优控制问题的有限元逼近,给出了最优控制问题的有限元逼近解的误差估计和超收敛性质.

半线性椭圆最优控制问题的最优性

文章讨论了半线性椭圆最优控制问题的二阶最优性条件.假设约束集满足一些特殊性质,得到了半线性椭圆最优控制问题的二次增长条件、二阶充分最优性条件和二阶必要的最优性条件.最后证明了这三个条件是等价的.

最优控制问题的一个超收敛分析

对于椭圆最优控制问题,借助双k次矩形有限元空间理论及插值逼近性质、奇次矩形元导数恢复算子技术等,研究获得了最优控制问题在局部对称网格上的有限元逼近解的一个超收敛结果.

非线性抛物最优控制问题插值系数混合有限元解的先验误差估计

采用插值系数的思想去处理方程中的非线性项,建立了非线性抛物最优控制问题插值系数混合有限元的离散格式,对状态方程和对偶状态方程利用最低阶的Raviart-Thomas混合有限元逼近,控制变量利用分片常函数逼近,应用一些偏微分方程混合有限元的误差估计结果,得到状态变量和控制变量逼近解的最优阶先验误差估计.