化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2015年
2期
161-167
,共7页
过程控制%控制向量参数化%变时间节点%优化%算法
過程控製%控製嚮量參數化%變時間節點%優化%算法
과정공제%공제향량삼수화%변시간절점%우화%산법
process control%control vector parameterization%variable time nodes%optimization%algorithm
控制向量参数化方法是求解最优控制问题的一种常用数值方法。它通过离散化控制时域,将控制向量近似地表示成一组参数化的函数。离散化后的时间网格通常是固定的,其划分会影响到最优控制问题数值求解的精度和效率。为了同时优化控制参数和时间网格节点,提出了一种时间节点可变的控制向量参数化方法。推导出了最优控制性能指标对时间参数的导数与对时间分段长度导数之间的关系,得到了性能指标的梯度表达式。用两个经典最优控制实例对所提出的方法进行了测试,结果表明所提出方法能够更好地逼近最优控制轨迹。
控製嚮量參數化方法是求解最優控製問題的一種常用數值方法。它通過離散化控製時域,將控製嚮量近似地錶示成一組參數化的函數。離散化後的時間網格通常是固定的,其劃分會影響到最優控製問題數值求解的精度和效率。為瞭同時優化控製參數和時間網格節點,提齣瞭一種時間節點可變的控製嚮量參數化方法。推導齣瞭最優控製性能指標對時間參數的導數與對時間分段長度導數之間的關繫,得到瞭性能指標的梯度錶達式。用兩箇經典最優控製實例對所提齣的方法進行瞭測試,結果錶明所提齣方法能夠更好地逼近最優控製軌跡。
공제향량삼수화방법시구해최우공제문제적일충상용수치방법。타통과리산화공제시역,장공제향량근사지표시성일조삼수화적함수。리산화후적시간망격통상시고정적,기화분회영향도최우공제문제수치구해적정도화효솔。위료동시우화공제삼수화시간망격절점,제출료일충시간절점가변적공제향량삼수화방법。추도출료최우공제성능지표대시간삼수적도수여대시간분단장도도수지간적관계,득도료성능지표적제도표체식。용량개경전최우공제실례대소제출적방법진행료측시,결과표명소제출방법능구경호지핍근최우공제궤적。
Control vector parameterization (CVP) is a frequently used numerical method for solving optimal control problems, where the control vector is approximated by a group of parametric functions through time discretization. Usually, the discretized time grid is fixed, and its partition will affect accuracy and performance of the numerical solution of optimal control problem. To optimize both the control parameters and the time grid nodes, a CVP method with variable time nodes was proposed. Based on the derived relationship between the gradients of time nodes and the ones of interval lengths, the gradient equations for parameters were presented. The proposed method was demonstrated to have better approximation ability for the optimal control trajectories on two classic optimal control problems.