44979

Оптимальное управление. Постановка задачи оптимального управления. Критерии оптимальности

Доклад

Математика и математический анализ

Постановка задачи оптимального управления. К настоящему времени наибольшее развитие получили 2 направления в теории оптимальности систем: 1 Теория оптимального управления движением систем с полной информацией об объекте и возмущениях; Теории оптимального управления при случайных возмущениях. Для реализации оптимального управления необходимо: Определить цель управления. Изучить все состояния среды функционирования объекта влияющие на прошлое настоящее и будущее процесса управления.

Русский

2013-11-15

269 KB

51 чел.

27. Оптимальное управление. Постановка задачи оптимального управления. Критерии оптимальности.

Под оптимальной САУ понимается наилучшая в некотором смысле система. Критерии оптимальности могут быть различны и зависят от решаемой задачи. Наиболее часто встречаются такие критерии оптимальности:

1)  Точность САУ при изменяющемся воздействии,

2)  Время переходного процесса,

3)  Экономичность;

  1.  Производительность;
  2.  Интегральные критерии.

К настоящему времени наибольшее развитие получили 2 направления в теории оптимальности систем:

1)  Теория оптимального управления движением систем с полной информацией об объекте и возмущениях;

  1.  Теории оптимального управления при случайных возмущениях.

Для реализации оптимального управления необходимо:

  1.  Определить цель управления. Цель выражается либо целевой функцией, либо критерием оптимизации.

Целевая функция или критерий оптимизации позволяют найти количественный эффект любого решения.

  1.  Выбрать модель для анализа и определения эффективности принятого решения.
  2.  Изучить все состояния среды функционирования объекта, влияющие на прошлое, настоящее и будущее процесса управления.

При решении задачи оптимального управления используются методы вариационного исчисления,  принципы  максимума, а также динамическое и математическое программирование.

Задачу оптимального управления в общем случае можно сформировать следующим образом:

Даны:

1)Цель управления, представленная математически в виде некоторого функционала или критерия управления

2)Уравнения системы - они обычно задаются в виде уравнений состояний

3)Система граничных уравнений в начальный и конечный момент времени.

4)Система ограничений, которым должны удовлетворять переменные состояния и уравнения.

Требуется найти:

Вектор управления, при котором критерий цели управления имеет экстремум (max или min).

Необходимо отметить, что оптимальное управление в ряде случаев может не существовать, и об этом нельзя судить не решая задачу. Решение задачи нахождения оптимального управления является неоднозначным, т.е. каждое найденное решение дает локальный оптимум. Если найдены все локальные оптимумы, то в этом случае может быть выделен глобальный оптимум. Найденный глобальный оптимум является решением задачи оптимального управления.

Интегральные критерии качества:

  1.  Оптимальное Быстродействие

Функционал имеет вид

  1.  Оптимальная Производительность

Критерием оптимальности явл-ся угол поворота a за определенное время t и функционал имеет вид

  1.  Оптимальная экономичность

Критерием оптимальности явл-ся расход энергии за определенное время и функционал имеет вид


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10150. Многообразие типов научного знания. Специфика естественных, гуманитарных и технических наук. 48 KB
  Многообразие типов научного знания. Специфика естественных гуманитарных и технических наук. Рассматривая познание как деятельность мы можем поставить следующую проблему. Можно ли утверждать что по аналогии с многими видами деятельности человека познавательна
10151. Соотношение эмпирического т теоретического уровней научного знания. Изменение представлений о взаимосвязи теории и эмпирии в философии науки ХХ в. 27.5 KB
  Соотношение эмпирического т теоретического уровней научного знания. Изменение представлений о взаимосвязи теории и эмпирии в философии науки ХХ в. Внутренняя структура науки определяется в п.о. через выделение в ее составе теоретического и эмпирического познания. Т.
10152. Формы систематизации знания на эмпирическом уровне 38.5 KB
  Формы систематизации знания на эмпирическом уровне. Основными методами эмпирического познания являются наблюдение и эксперимент. Наблюдение это целенаправленное восприятие явлений действительности в ходе которого фиксируются данные об их свойствах и отноше
10153. Наблюдение и эксперимент как эмпирические методы исследования, специфика их реализации в современной науке 34.5 KB
  Наблюдение и эксперимент как эмпирические методы исследования специфика их реализации в современной науке Общенаучные эмпирические методы. Наблюдение это преднамеренное целенаправленное и планомерное восприятие выделенного для изучения фрагмента реальности. Осо
10154. Научное знание: структура и методы теоретического знания. Абстрагирование и идеализация - начало теоретического познания 42 KB
  Научное знание: структура и методы теоретического знания. Абстрагирование и идеализация – начало теоретического познания. Абстракции возникают на аналитической стадии исследования когда начинают рассматривать отдельные стороны свойства и элементы единого процесс...
10155. Научная картина мира как форма систематизации научного знания, ее виды и функции. 82.5 KB
  Научная картина мира как форма систематизации научного знания ее виды и функции. Как особый структурный феномен не входящий полностью в теоретическое знание в настоящее время выделяется еще научная картина мира. НКМ – целостная система представлений об общих ...
10156. Научные революции и типы научной рациональности 62.5 KB
  Научные революции и типы научной рациональности. Типология традиций и новаций в науке. Глобальные научные революции. Изменение научной рациональности. В предыдущей лекции речь шла о соотношении традиций и новаций в развитии науки. Выделим теперь типы...
10157. Глобальные научные революции в истории культуры. Классическая, неклассическая и постнеклассическая наука: временные рамки и специфика 49 KB
  Глобальные научные революции в истории культуры. Классическая неклассическая и постнеклассическая наука: временные рамки и специфика. В истории европейской науки традиционно принято выделять две глобальные научные революции, более дискуссионными являются вопро
10158. Этика науки и проблема социальной ответственности ученого и проектировщика. Формы реализации ответственности ученых за использование достижений науки 44 KB
  Этика науки и проблема социальной ответственности ученого и проектировщика. Формы реализации ответственности ученых за использование достижений науки. Проблема этической размерности научной деятельности и технического творчества обозначилась в ХХ в.: достаточ...