Равномерная оптимизация управляемых систем с распределенными параметрами

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предлагается конструктивный метод решения широкого круга задач оптимального управления системами с распределенными параметрами, описываемыми линейными многомерными уравнениями в частных производных параболического типа в условиях заданной точности равномерного приближения конечного состояния объекта к требуемому пространственному распределению управляемой величины. Развиваемый подход сводится к упорядоченной совокупности специальных процедур последовательной параметризации управляющих воздействий на основе аналитических условий оптимальности; редукции к задаче полубесконечной оптимизации относительно искомого вектора параметров и ее решению разработанным ранее альтернансным методом построения параметризуемых алгоритмов программного управления, который распространяет на исследуемые задачи оптимизации результаты теории нелинейных чебышевских приближений и существенно использует фундаментальные закономерности предметной области. Показывается, что уравнения оптимальных регуляторов в типичных линейно-квадратичных задачах оптимизации описываются линейными с ограничениями алгоритмами обратной связи по измеряемому состоянию с нестационарными коэффициентами передачи и находятся по известным результатам расчета программных управлений при отсутствии классических условий трансверсальности на негладкой границе целевого множества. Полученные результаты распространяются на задачи поиска неизменных во времени пространственных управлений, рассматриваемых в роли искомых оптимальных проектных решений объекта.

Об авторах

Эдгар Яковлевич Рапопорт

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: edgar.rapoport@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0604-8801
SPIN-код: 3642-2773
Scopus Author ID: 7007145205
ResearcherId: D-6111-2014
http://www.mathnet.ru/person38448

доктор технических наук, профессор; профессор каф. автоматики и управления в технических системах

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Список литературы

  1. Рапопорт Э. Я. Оптимальное управление системами с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2009. 677 с. EDN: QMTFRZ.
  2. Рапопорт Э. Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2005. 292 с. EDN: QMOYRB.
  3. Рапопорт Э. Я. Альтернансный метод в прикладных задачах оптимизации. М.: Наука, 2000. 336 с. EDN: TTRVMB.
  4. Рапопорт Э. Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. М.: Металлургия, 1993. 279 с.
  5. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Методы полубесконечной оптимизации в прикладных задачах управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 2021. 286 с. EDN: QADDYA.
  6. Владимиров В. С. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1981. 512 с.
  7. Ладыженская О. А. Краевые задачи математической физики. М.: Наука, 1973. 407 с.
  8. Полянин А. Д. Справочник по линейным уравнениям математической физики. М.: Физматлит, 2001. 576 с. EDN: MVANPN.
  9. Рапопорт Э. Я. Программная управляемость линейных многомерных систем с распределенными параметрами // Изв. РАН. Теор. сист. управл., 2015. № 2. С. 22–39. EDN: TLOQQN. DOI: https://doi.org/10.7868/S0002338815020110.
  10. Кошляков Н. С., Глинер Э. Б., Смирнов М. М. Уравнения в частных производных математической физики. М.: Высш. шк., 1970. 712 с.
  11. Валеев Г. К., Жаутыков О. А. Бесконечные системы дифференциальных уравнений. Алма–Ата: Наука, 1974. 415 с.
  12. Коваль В. А. Спектральный метод анализа и синтеза распределенных управляемых систем. Саратов: Саратов. гос. техн. ун-т, 1997. 192 с.
  13. Егоров Ю. В. Необходимые условия оптимальности управления в банаховых пространствах // Матем. сб., 1964. Т. 64(106), № 1. С. 79–101.
  14. Федоренко Р. П. Приближенное решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978. 488 с.
  15. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. М.: Наука, 1975. 526 с.
  16. Васильев Ф. П. Методы оптимизации. М.: Факториал Пресс, 2002. 824 с.
  17. Плешивцева Ю. Э., Рапопорт Э. Я. Метод последовательной параметризации управляющих воздействий в краевых задачах оптимального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. Теор. сист. управл., 2009. № 3. С. 22–33. EDN: KFPCXJ.
  18. Rapoport E. Ya., Pleshivtseva Yu. E. Optimal Control of Induction Heating Processes. Boca Raton: CRC Press, 2007. 349 pp. EDN: UIEQHJ. DOI: https://doi.org/10.1201/9781420019490.
  19. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Оптимальное управление температурными режимами индукционного нагрева. М.: Наука, 2012. 309 с. EDN: QNDGWJ.
  20. Rapoport E. Ya., Pleshivtseva Yu. E. Optimal control of induction heating of metals prior to warm and hot forming / Induction Heating and Heat Treatment. vol. 4C / AMS Handbook, 2014. pp. 366–401. DOI: https://doi.org/10.31399/asm.hb.v04c.a0005893.
  21. Плешивцева Ю. Э., Рапопорт Э. Я. Программное управление с минимальным энергопотреблением в системах с распределенными параметрами // Изв. РАН. Теор. сист. управл., 2020. № 4. С. 42–57. EDN: KSXGKJ. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338820030129.
  22. Рапопорт Э. Я. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов в линейно-квадратичных задачах управления системами с распределенными параметрами при равномерных оценках целевых множеств // Изв. РАН. Теор. сист. управл., 2021. № 3. С. 23–38. EDN: NXVBOH. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338821030148.
  23. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Оптимальное по расходу энергии управление в системах с распределенными параметрами // Автометрия, 2021. Т. 57, № 4. С. 17–28. EDN: IVNYND. DOI: https://doi.org/10.15372/AUT20210403.
  24. Плешивцева Ю. Э., Рапопорт Э. Я. Пространственно-временное управление системами с распределенными параметрами в линейно-квадратичных задачах оптимизации с равномерными оценками целевых множеств // Изв. РАН. Теор. сист. управл., 2022. № 4. С. 49–65. EDN: ENOBZI. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338822030118.
  25. Бутковский А. Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 1965. 474 с.
  26. Егоров А. И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. М.: Наука, 1978. 500 с.
  27. Сиразетдинов Т. К. Оптимизация систем с распределенными параметрами. М.: Наука, 1977. 480 с.
  28. Ray W. H. Advanced Process Control. New York: McGraw-Hill, 1981. xiii+376 pp.
  29. Дегтярев Г. Л., Сиразетдинов Т. К. Теоретические основы оптимального управления упругими космическими аппаратами. М.: Машиностроение, 1986. 214 с.
  30. Летов А. М. Математическая теория процессов управления. М.: Наука, 1981. 255 с.
  31. Летов А. М. Динамика полета и управления. М.: Наука, 1969. 360 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.