- 1、本文档共103页,可阅读全部内容。
- 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
3、 求解动态系统的最优控制是一个求取有约束条件的泛函极值问 题。系统的状态方程就是状态变量要满足的一个约束方程,即 设系统状态方程为 ,性能指标为 ,初始状态 给定,终端状态 满足向量约束方程 (包括 给定的情况)。 4、 则由变分法可得下面的结果: 其中, 称为哈密顿函数。 (1)终端时刻 给定时, 取极值的必要条件为 (横截条件) (控制方程) 正则方程有 个变量,积分时要 个边界条件,初始条件 给定时提供了 个边界条件,若 也完全给定则又提供了 个边界条件,这时可不需要横截条件,见例5-3。 当 自由或部分分量自由就要靠横截条件来提供缺少的边界条件,见例5-4。 (2) 终端条件 自由, 取极值的必要条件与 给定时的不同处,仅在于多一个求最优终端时刻的条件 (5-57) 5、 用经典变分法求解最优控制时,假定 不受限制, 为任意,故得出控制方程 不满足这种情况时,要用极小值原理或动态规划求解。这些内容在下面的章节中介绍。 作业1 1、试求从(0,1)引向直线y=2-x的最短曲线方程。 (答案:y=x+1) 作业1 谢 谢! 放映结束 感谢各位批评指导! 让我们共同进步 * 与 固定时的情况不同,现在 由 、 、 和 所引起。这里 不再为零. (5-51) 则 (5-50) 令 系统性能指标泛函的一次变分为: 计算增量,然后用泰勒级数展开到一阶即可得到 取极值的必要条件为 因 、 、 、 为任意,故得(省去*号) (协态方程) (5-53) (状态方程) (5-54) (控制方程) (5-55) (横截方程) (5-56) 与 固定情况相比,这里多了一个方程, ,用它可求出最优终端时间 。 (5-57) 要求确定最优控制 ,使 最小。 例5-5 设系统状态方程为 边界条件为 自由 性能指标为 解 这是 自由问题。终端状态固定, 是满足约束集的特殊情况,即 作哈密顿函数 正则方程是 控制方程是 将 代入,可得 因边界条件全部给定,故不用横截条件。 确定最优终端时刻的条件(5-57)式为 因为由正则方程 ,所以 ,于是最优控制 再由正则方程 ,可得 由上式求得 由初始条件 ,求得 ,故最优轨迹为 以终端条件 代入上式,即求得最优终端时刻 火箭发射最优程序问题。设火箭在垂直平面内运动,加速度 与水平面夹角为 , 是控制作用,见图5-4。令 例5-6 (水平速度) (垂直速度) (水平距离) (垂直高度) 图5-4 火箭发射示意图 忽略重力和空气阻力时,系统的状态方程和初始条件为 (5-58) 要求选择最优控制程序 ,使性能指标 自由 终端状态为 为最小。 因为要求 最小,故是 自由问题。由给 定的终端状态可得三个约束方程为 解 (5-59) 作哈密顿函数 协态方程为 (5-60)
文档评论(0)