On an approach to solution to optimal control problems on the classes ofpiecewise constant, piecewise linear, and piecewise given functions | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2012. № 2(19).

On an approach to solution to optimal control problems on the classes ofpiecewise constant, piecewise linear, and piecewise given functions

Optimal control problems for objects described by an ordinary differential equations systemon the classes of piecewise constant, piecewise linear, and piecewise given control functions areconsidered in the paper. Three types of problems are investigated, that depend on the various conditionsimposed of controls: 1) controls belong to a class of piecewise constant functions:u(t) = vj = const, t∈ [τj−1,τj), vj∈ Er, j=1,…,L; 2) controls belong to a class of piecewise linearfunctions: u(t) = 1jc (t−τj−1)+ 2jc , t∈ [τj−1,τj), 1, 2j jc c ∈Er, j=1,…,L; 3) controls belong to a class ofpiecewise given functions: u(t) = ( )11Mjm m jmc t−=Σ ϕ −τ , t∈ [τj−1,τj), jmc ∈Er, m = 1,…,M, j=1,…,L.Piecewise constant values of the coefficients participating in the expression of controls and,what is more important, the boundaries of constancy intervals of these values are optimized. Thenecessary optimality conditions and formulas for the functional gradient in the space of the optimizedparameters that allow us to use numerical methods of first order finite dimensional optimizationfor solving the optimal control problem are obtained in this paper. Results of numerical experimentsare given.

Download file
Counter downloads: 263

Keywords

piecewise constant control, constancy interval of control, maximum principle, control problem, gradient of functional, интервал постоянства управления, кусочно-постоянное управление, принцип максимума, градиент функционала, задача управления

Authors

NameOrganizationE-mail
Rahimov Anar B.Fresnel Institute, Marseille, France; Cybernetics Institute of Azerbaijan National Academy of Sciencesanar.rahimov@fresnel.fr; anar_r@yahoo.com
Всего: 1

References

Васильев О.В., Тятюшкин А.И. Об одном методе решения задач оптимального управления, основанном на принципе максимума // Ж. вычис. матем. и мат. физики. 1981. Т. 21. № 6. С. 1376−1384.
Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления. М.: Наука, 1978. 486 с.
Александров В.В., Бахвалов Н.С., Григорьев К.Г. и др. Практикум по численным методам в задачах оптимального управления. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. 80 с.
Айда-заде К.Р. Исследование и численное решение конечно-разностных аппроксимаций задач управления распределенными системами // Ж. вычис. матем. и мат. физики. 1989. Т. 29. № 3. С. 346−354.
Айда-заде К.Р., Евтушенко Ю.Г. Быстрое автоматическое дифференцирование на ЭВМ // Математическое моделирование. 1989. Т. 1. № 1. С. 120−131.
Айда-заде К.Р., Рагимов А.Б. О решении задач оптимального управления на классе кусочно-постоянных функций // Автоматика и вычислительная техника. 2007. Т. 41. № 1. С. 27−36.
Айда-заде К.Р., Кулиев С.З. Об одной задаче синтеза управления для нелинейных систем // Автоматика и вычислительная техника. 2005. Т. 39. № 1. С. 15−23.
Bryson A.E., Ho Yu-Chi. Applied Optimal Control: Optimization, Estimation, and Control. John Wiley & Sons, 1975. 481 p.
Моисеев А.А. Оптимальное управление при дискретных управляющих воздействиях // Автоматика и телемеханика. 1991. № 9. С. 123−132.
Табак Д., Куо Б. Оптимальное управление и математическое программирование. М.: Наука, 1975. 280 с.
Systems and Control Encyclopedia / ed. M.G. Singh. V. 1−8. Pergamon Press, 1987.
The Control Handbook / ed. W.S. Levine. CDC Press - IEEE Press, 1996.
 On an approach to solution to optimal control problems on the classes ofpiecewise constant, piecewise linear, and piecewise given functions | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2012. № 2(19).

On an approach to solution to optimal control problems on the classes ofpiecewise constant, piecewise linear, and piecewise given functions | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika – Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2012. № 2(19).

Download file