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题名带不等式路径约束最优控制问题的惩罚函数法
被引量：13
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作者
胡云卿
刘兴高
薛安克
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机构
浙江大学工业控制技术国家重点实验室
杭州电子科技大学信息与控制研究所
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出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第12期1996-2001,共6页
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基金
国家863计划项目(2006AA05Z226)
国家自然科学基金(U1162130)
浙江省杰出青年科学基金项目(R4100133)资助~~
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文摘
控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)方法是目前求解流程工业中最优操作问题的主流数值方法,但如果问题中包含路径约束,特别是不等式路径约束时,CVP方法则需要考虑专门的处理手段.为了克服该缺点,本文提出一种基于L1精确惩罚函数的方法,能够有效处理关于控制变量、状态变量、甚至控制变量/状态变量复杂耦合形式下的不等式路径约束.此外,为了能使用基于梯度的成熟优化算法,本文还引进了最新出现的光滑化技巧对非光滑的惩罚项进行磨光.最终得到了能高效处理不等式路径约束的改进型CVP架构,并给出相应数值算法.经典的带不等式路径约束最优控制问题上的测试结果及与国外文献报道的比较研究表明:本文所提出的改进型CVP架构及相应算法在精度和效率上兼有良好表现.
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关键词
流程工业
最优控制
控制变量参数化
不等式路径约束
惩罚函数
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Keywords
CIMS, optimal control, control variable parameterization, inequality path constraint, penalty function
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分类号
C93
[经济管理—管理学]
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题名具有不等式路径约束的微分代数方程系统的动态优化
被引量：3
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作者
孙燕
张弛
路兴龙
王靖戈
付俊
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机构
东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室
东北大学信息科学与工程学院
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出处
《自动化学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第5期897-905,共9页
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基金
国家自然科学基金(61473063
61503041
+1 种基金
61590922)
中央高校基本科研专项资金(N150802001)资助~~
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文摘
针对具有不等式路径约束的微分代数方程(Differential-algebraic equations, DAE)系统的动态优化问题,通常将DAE中的等式路径约束进行微分处理,或者将其转化为点约束或不等式约束进行求解.前者需要考虑初值条件的相容性或增加约束,在变量间耦合度较高的情况下这种转化求解方法是不可行的;后者将等式约束转化为其他类型的约束会增加约束条件,增加了求解难度.为了克服该缺点,本文提出了结合后向差分法对DAE直接处理来求解上述动态优化问题的方法.首先利用控制向量参数化方法将无限维的最优控制问题转化为有限维的最优控制问题,再利用分点离散法用有限个内点约束去代替原不等式路径约束,最后用序列二次规划(Sequential quadratic programming, SQP)法使得在有限步数的迭代下,得到满足用户指定的路径约束违反容忍度下的KKT (Karush Kuhn Tucker)最优点.理论上证明了该算法在有限步内收敛.最后将所提出的方法应用在具有不等式路径约束的微分代数方程系统中进行仿真,结果验证了该方法的有效性.
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关键词
不等式路径约束
微分代数方程
后向差分法
分点离散法
动态优化
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Keywords
Inequality path constraint
differential-algebraic equations(DAE)
backward differentiation formula
pointwise discretization
dynamic optimization
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分类号
O241.8
[理学—计算数学]
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