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最优控制的研究方法 线性二次型最优控制 例题

2020-09-27知识8

最优控制的研究方法 现代变分理论中最常用的有两种方法。一种是动态规划法,另一种是极小值原理。它们都能够很好的解决控制有闭集约束的变分问题。值得指出的是,动态规划法和极小值原理实质上都属于解析法。此外,变分法、线性二次型控制法也属于解决最优控制问题的解析法。最优控制问题的研究方法除了解析法外,还包括数值计算法和梯度型法。

线性二次型最优控制的矩阵都怎么求的 矩阵的元素与二次型系数的对应关系为:A11=a,A22=b,A33=c,A12=A21=d/2,A13=A31=e/2,A23=A32=f/2。二次型的定义:设f(x_1,x_2

业已证明,线性二次型(LQ)最优控制系统具有十分良好的鲁棒性,其相角裕量至少为60°,并确保1/2到∞的增益裕量

最小值原理是what? 最小值原理是一门用求极值的方法研究微分方程解及最优控制问题的应用数学学科.它是属于“数学”基本学科中的一个分支学科.最小值原理是在1956年由苏联数学家■特里亚金(Пoнтpягин,Д)提出来的.通过引入一个与性能指标函数J(u)有关的哈密顿(Hamilton)函数H,并且可把H函数看成容许控制u(t)的函数,当u(t)为最优控制u■(t)时,H函数达到最小值.最小值原理又称最大直原理,因为最小值与最大值只相差一个符号,只要把性能指标函数增加一个负号,最小值原理就成为最大值原理.设所研究的系统的状态方程为:■(t)=f(x,u,t)(1)式中X(t)为状态向量,初始状态X(t0)是已知的.系统在容许控制u(t)的作用下,能在有限时间[t0,tf内,由初始状态X(t0)转移到终止状态X(tf).性能指标函数为:引入一个协状态向量λ(t)和哈密顿函数H可以证明有下列两个方程:状态方程(4)和协状态方程(5)称为正则方程或哈密顿方程.设u*(t)为最优控制,方程式(4)和(5)的解为x*(t)和λ*(t),如果把x*(t)、λ*(t)看成是常数,则哈密顿函数H(x*,λ*,u,t)仅仅是容许控制u(t)的函数,H函数对u(t)求偏导数,当时,H(x*,λ*,u,t)在u(t)=u*(t)的极值为最小。

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