受约束时间最优控制问题罚函数法收敛性分析

通过罚函数方法,受约束时间最优控制问题的求解可转化为对带罚函数的无约束最优控制问题的求解.文中证明当罚因子趋于无穷大时,用罚函数构造的无约束最优控制问题的解收敛于原来受约束时间最优控制问题的解,从而为用罚函数方法求解受约束时间最优控制问题提供理论保证.     

受约束时间最优控制问题罚函数收敛性分析

通过罚函数方法,受约束时间最优控制问题的求解可转化为对带罚函数的无约束最优控制问题的求解。文中证明当罚子趋于无穷大时,用罚函数构造的无约束最优控制问题的解收敛于原来受约束时间最优控制问题的解,从而为用罚函数方法求解约束时间最优控制问题提供理论保证。     

用无参数罚函数方法求解约束最优控制问题

构造了一种无参数罚函数，并用这种无参数罚函数方法求解约束最优控制问题，最后举例以说明．     

终端受限的线性-非二次最优控制问题

该文研究一类(输出)终端受限的线性—非二次最优控制问题，在系统输出能控、目标泛函(是依赖于控制函数与相应的输出函数的泛函且)在一定程度上可以不定等条件下用一列终端不受限(因而易于求解)的线性。非二次最优控制问题作为原终端受限问题的近似，建立起很强的收敛性结果——近似问题的最优控制(函数)列与最优值数列分别一致收敛与收敛到原问题的最优控制(函数)与最优值．     

基于模拟退火算法的最优控制问题全局优化

参数化后的最优控制问题是一类高维非光滑非线性约束优化问题,传统的非线性规划算法求解时存在着收敛性差、局部收敛等问题。针对上述问题,该文采用多重参数化方法处理最优控制问题,非可微精确罚函数方法处理约束条件,引入了具有良好全局收敛性的模拟退火算法求解参数化后的最优控制问题。典型的时间最优和燃料最优控制问题的求解结果表明：模拟退火算法有着可靠的全局收敛性,优于遗传算法以及序列二次规划等经典优化算法。     

时间最短控制问题求解的分级优化策略

针对时间最短控制问题的求解,单纯地使用罚函数策略求解存在诸多不便,为此提出分级优化的策略,并结合罚函数策略实施。首先在某个终端时间的情况下构造终端状态自由的最优控制问题,为一级优化;在一级优化结果的基础上结合罚函数策略构造新的目标函数,并据此调整终端时刻,为二级优化。反复依次执行一级优化、二级优化,最终使得状态约束恰好得到满足。分级优化把复杂问题转化为一系列简单的问题,采用经典的优化算法即可实现。实例研究显示了分级优化策略是可行的,能以足够的精度满足边值约束,计算结果也更加精确。     

椭圆系统下最优控制的罚函数方法

讨论了椭圆系统的最优控制问题,首先给出要讨论的散度-旋度型方程,证明其在所选择的空间存在唯一解;其次选择合适的性能指标,运用Sobolve空间、变分法、泛函分析等理论证明了有约束问题最优解的存在性,并且利用罚函数的方法把有约束条件系统转化为无约束条件系统;最后证明了当罚参数趋于零时,有约束问题的解收敛于无约束问题的解以及约束问题解的梯度法的收敛性．     

一个新的低阶精确罚函数及其性质

为了求解不等式约束非线性规划问题,提出一个新的低阶罚函数,它是经典l1罚函数和低阶罚函数的一种组合.理论分析和例子表明,新提出的低阶罚函数具有这两种罚函数的各自优点.另外,还提出了一个求解此问题的罚函数方法并证明了该方法的全局收敛性.     

精确罚函数若干性质及算法

针对含约束的非线性规划问题,已有文献提出一些精确罚函数,这些精确罚函数能使用许多行之有效的解析方法,而且在一定条件下具有精确性和光滑性。本文在已有文献的基础上讨论了一种精确罚函数的若干性质,分析了该罚函数的罚参数与原问题最优解以及罚问题最优解之间的关系,还针对这种精确罚函数的形式设计了算法,并通过具体算例验证了可行性和有效性。     

终端状态受限的广义系统奇异二次指标最优控制问题

研究了终端状态受限的广义系统的奇异二次指标最优控制问题，在一定条件下把此问题转化为终端状态受限的正常状态空间系统非奇异二次指标最优控制问题，给出了问题完全解的充要条件及解的表示。     

一类光滑罚算法的全局收敛性

对约束优化问题给出了一类光滑罚函数,它是根据一类光滑逼近精确罚函数的光滑函数而提出来的,并基于这类罚函数给出了罚算法.在很弱的条件下,建立了光滑罚算法的一个摄动定理,由此定理得到该罚算法的全局收敛性.     

一种新的罚函数的精确罚定理

对于含约束的非线性规划问题,提出了一个新的带目标参数的罚函数形式,证明了这种罚函数的精确罚定理,它不同于已经研究的罚函数形式,在一定条件下同时具有精确性和光滑性.为研究同时具有精确和光滑的罚函数方法提供了一个新的途径.     

单级轴流风机优化设计的研究

本文根据单级轴流风机的特点,提出了一种以工作轮效率最高为目标、环量梯度为控制变量、同时考虑到各种气动约束、几何约束等条件的最优控制优化模型.利用耦合罚函数方法及拉格朗日乘子方法,将有控制约束、状态约束的最优控制问题转化为无约束的最优控制问题.提出了一种无须进行两点边值迭代计算的简便方法,并用该优化方法设计了变功流型的双向轴流风机,其计算效率较常规等环量流型的要高4%左右.模型风机沿叶高气流参数的实测值与计算值吻合较好,表明本优化方法合理可行,具有较好的效果.     

罚函数的性质及ι_1精确罚函数的存在性

本文讨论了一种常见的罚函数，给出并证明了罚函数的全局最优解存在的一个充分条件，及原问题的局部最优解与罚函数的局部最优解之间的关系的一个定理，并对［２］中ｌ１罚函数的一个精确罚函数存在性定理，给出了较为简单的证明．     

求解不等式约束问题的一类新的精确罚函数方法

对于光滑的非线性不等式约束优化问题,我们提出了一类新的精确罚函数,并给出了罚函数的精确性质的充分条件.在实际应用过程中,优化问题的可行域可能是空集.因此,本文在考虑了问题可能不可行的前提下,讨论了精确罚函数方法,并分析了其全局收敛性.最后通过数值实验,证明了该算法对于不同类型的罚函数是有效的.     

一个新的光滑低阶精确罚函数

对不等式约束优化问题提出了一种新的低阶精确罚函数的构造,使其转化为易求解的无约束优化问题;给出了光滑罚问题与非光滑罚问题,光滑罚问题与原问题的目标函数值之间的误差估计,并且在弱的假设条件下证明了光滑罚问题的全局最优解是原问题的近似最优解.     

求解低秩密度矩阵约束最小二乘问题的优函数罚方法

本文应用优函数罚方法求解具有低秩密度矩阵约束的最小二乘问题. 首先用凸差方法处理非凸的低秩约束,并结合罚方法和优函数方法将原问题转化为一系列具有密度矩阵约束的凸优化问题,然后给出求解该优化问题的优函数罚方法,并对该方法进行收敛性分析. 之后,运用半光滑牛顿增广拉格朗日算法求解优函数罚方法的子问题. 最后,合成数据集和真实数据集上的数值结果表明了优函数罚方法有效地求解了具有低秩密度矩阵约束的最小二乘问题.     

基于一类复合型性能指标的线性最优控制问题

讨论基于一类复合型性能指标的线性最优控制问题.应用最优控制理论推导出问题的最优控制解的形式,得出最优控制是不依赖于系统状态的开环控制.另外得到了最优价值函数的具体形式,并证明了价值函数关于系统状态x是线性的.     

一种新的精确罚函数

对于含约束的非线性规划问题，提出了一种新的精确罚函数的构造，使得它能采用无约束优化方法中许多有效的解析方法。这种新的精确罚函数不同于已经研究的罚函数形式，在一定条件下同时具有精确性和光滑性,为研究同时具有精确和光滑的罚函数方法提供了一个新的途径。文章还讨论了这种精确罚函数的一些性质定理。     

关于求解凹函数全局优化问题的最优控制方法

研究一类凹函数全局优化问题的求解方法.建立凹函数全局优化问题和相对应的最优控制问题之间的等价关系.利用Krotov沿拓法,构造辅助函数,解决了与原问题等价的的最优控制问题,并对目标函数做了一些推广.