周期环境下具有年龄结构种群动力系统的最优控制

在周期环境下,研究一类具有年龄结构种群线性动力系统的最优控制问题.利用Mazur’s定理,证明最优控制问题最优解的存在性,由法锥概念的特征刻画,得到最优控制问题最优解存在的必要条件.     

一种求解最优控制问题的非均匀控制向量参数化方法

传统的均匀参数化方法在求解固定终端时刻最优控制问题时,不能精确地逼近最优控制轨迹.针对这一问题,提出一种非均匀控制向量参数化的数值解法.首先将控制时域离散化为不同长度的时间段,各时间段长度作为新的优化参数;然后引入时间尺度因子,将非均匀参数化的最优控制问题转化为标准化时域上的均匀参数化问题;最后建立目标和约束函数的Hamilton函数,通过求解伴随方程计算梯度,采用序列二次规划方法获得数值解.针对两个经典的化工过程最优控制问题进行仿真研究,仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

三维水平井轨道设计最优控制模型改进的进化规划方法

针对三维水平井井眼轨道设计问题 ,建立了一个非线性最优控制模型。该模型以设计轨道总长度最短为性能指标 ,以非线性动力系统为约束条件 ,通过对非线性动力系统积分 ,将最优控制模型转化为一个非线性规划问题求解。为了求非线性规划问题的全局最优解 ,在附加一个目标函数小于当前目标函数值的约束条件下 ,用改进的进化规划方法寻找新的可行点策略 ,提出了一种新算法。将非线性最优控制模型及算法应用到实际水平井轨道设计中 ,数值结果证明了该模型及算法的正确性和有效性     

三维水平井轨道设计最优控制模型改进的进化规划方法

针对三维水平井井眼轨道设计问题，建立了一个非线性最优控制模型。该模型以设计轨道总长度最短为性能指标，以非线性动力系统为约束条件，通过对非线性动力系统积分，将最优控制模型转化为一个非线性规划问题求解。为了求非线性规划问题的全局最优解，在附加一个目标函数小于当前目标函数值的约束条件下，用改进的进化规划方法寻找新的可行点策略，提出了一种新算法。将非线性最优控制模型及算法应用到实际水平井轨道设计中，数值结果证明了该模型及算法的正确性和有效性。     

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。     

关于动力系统的边界最优控制

证明了A．Bressan给出的一个动力系统的边界最优控制的必要条件也是一个充分条件     

一类半线性波动方程的整体吸引子

本文考虑了一类一维带阻尼的半线性波动方程,建立了半离散的Legendre谱格式,分析了由这种谱格式生成的离散系统的动力性质,在有限时间段(0,T],证明了这个离散动力系统的整体吸引子的存在性,并证明了半离散的Legendre谱格式解的稳定性和收敛性。     

具有年龄结构的周期种群动力系统的最优控制

分析了一类具有年龄结构的周期种群动力系统的最优控制问题。首先,利用Mazur定理及其推论证明了最优解的存在性,然后通过共轭系统和法锥技巧导出了最优解所满足的必要条件。     

微生物批式流加发酵中的最优控制

提出了一个非线性动力系统用以描述微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇过程。以终端时刻1,3-丙二醇的浓度作为性能指标且以甘油和碱的流加速度作为控制函数,研究了含状态和控制约束的最优控制问题。最后,基于控制参数化方法和改进的差分演化算法构造了一种求解最优控制问题的计算方法。数值分析结果表明与已有结果相比,终端时刻1,3-丙二醇的浓度有显著提高。     

含移流项两物种竞争模型关于资源的最优控制

用含移流项的反应扩散方程描述两物种竞争模型, 期望对资源进行分配时, 使生态系统中整个时间段内两物种的加权密度和最终时刻的加权密度达到最大值. 通过对方程解的存在性、 最优控制的存在性及最优控制问题必要性条件的证明, 表明当资源分配满足bang-bang控制时, 种群密度达到最大值.     

时标上Sturm-Liouville问题的有限谱

将有界时标T进行分割,使得在相邻子区间上Sturm-Liouville问题的系数满足特定的条件,从而构造出了时标T上具有有限谱的一类Sturm-Liuouille问题,将连续区间上Sturm Liuouille问题的有限谱性质推广到时标上。     

多阶段最优控制问题的最优性条件

最优控制问题的最优性条件是解决最优控制问题的主要方法之一，目前许多类型的最优控制问题的最优性条件得到解决，但在实际应用中经常遇到一类新的最优控制问题，即多阶段最优控制问题。针对一类多阶段最优控制问题，利用变分法给出该问题的最优解的必要条件。     

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.     

双输入时滞的网络控制系统的稳定性改进结果

本文研究具有双输入时滞的网络控制系统的稳定性.本文首先把整个时滞区间划分为三个子区间并构造了一个新的Lyapunov泛函,该泛函可以充分利用所有时滞的信息.然后本文运用Wirtinger不等式得到了网络控制系统全局渐近稳定的充分判据.仿真算例验证了结果的有效性.同已有结果相比,本文的结果的保守性更低.     

单调算子的非线性最优控制

讨论状态空间变量满足非线性单调变分不等式的非线性最优控制问题解存在的充分条件和必要条件．特别是，得到了非线性单调变分不等式解存在的充分必要条件，并证明了控制变量为向量函数的最优控制问题解的存在性．     

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.     

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.     

非线性海冰热力学系统的区域分解和最优控制

根据雪层、冰层与水层海冰热力系统抛物型方程的极大不可微性,采用非重叠区域分解,以及分布参数系统的参数辨识和最优控制理论,建立了海冰温度场最优控制模型,并证明了该系统最优解的存在性.     

不确定广义时滞系统的时滞相关鲁棒镇定新判据

针对线性不确定广义时滞系统,给出了新的时滞相关鲁棒稳定性判据和镇定方法.假定参数是可能时变的范数有界不确定,通过选取一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函将整个时滞区间分为2段.每段区间上定义了不同的能量函数,给出了状态反馈控制器设计算法,保证相应的闭环系统对所有容许的不确定性参数是正则、因果和鲁棒稳定的....     

双反对称矩阵广义逆特征值问题

矩阵逆特征值问题广泛应用于自动控制、经济、振动理论以及土木工程等,讨论了双反对称矩阵广义逆特征值问题及其最佳逼近,得到了通解表达式和最佳逼近解,并给出了算法和数值实例.