Minimization of integral quadratic estimate of controlled variable in systems with distributed parameters

Abstract

A constructive method for solving the linear-quadratic problem of optimal control of a parabolic-type system with distributed parameters is proposed under the condition of uniform estimation of target sets. The optimality criterion takes the form of an integral quadratic estimate of the controlled state function in the spatio-temporal domain of its definition. A parameterized representation of control inputs is given with the required accuracy within special intervals of the optimal process, where control inputs cannot be determined using first-order analytical optimality conditions. The suggested approach is based on a previously developed alternance method for constructing parameterized algorithms of programmed control, which heavily relies on fundamental regularities of the subject area. It is demonstrated that the equations of the optimal regulators within the special intervals are reduced to the linear feedback algorithms based on the measured states of the objects. These algorithms are supplemented with switches at boundary points to apply admissible control inputs corresponding to the calculated values of the controlled variable.

About the authors

Yu. E. Pleshivtseva

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: yulia_pl@mail.ru
Russian Federation, Samara

E. Ya. Rapoport

Samara State Technical University

Email: edgar.rapoport@mail.ru
Russian Federation, Samara

References

  1. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления. СПб.: Профессия, 2003.
  2. Ким Д. П. Теория автоматического управления. М.: Физматлит, 2007.
  3. Бутковский А. Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 1965.
  4. Розоноэр Л. И. Принцип максимума Л.С. Понтрягина в теории оптимальных систем. II // АиТ. 1959. № 11. С. 1441—1458.
  5. Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.
  6. Габасов Р., Кириллова Ф. М. Особые оптимальные управления. М.: Наука, 1973.
  7. Афанасьев В. Н., Колмановский В. Б., Носов В. Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высш. шк., 2003.
  8. Зеликин М. И., Борисов В. Ф. Режимы учащающихся переключений в задачах оптимального управления // Некоторые вопросы теории колебании и теории оптимального управления. Тр. МИАН СССР, М197. М.: Наука, 1991. С. 85—166.
  9. Сухинин Б. В., Сурков В. В., Филимонов Н. Б. Феномен Фуллера в задачах аналитического конструирования оптимальных регуляторов // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. № 7. С. 339—348.
  10. Берщанский Я. М. Релейные и особые участки оптимальных траекторий в задаче с уравнением параболического типа // АиТ. 2003. № 2. С. 3—10.
  11. Зеликин М. И., Манита Л. А. Накопление переключений управления в задачах с распределенными параметрами // Современная математика. Фундаментальные направления. 2006. Т. 19. С. 78—113.
  12. Сумин В. И. Сильное вырождение особых управлений принципа максимума в распределенных задачах оптимизации // Вестн. ТГУ. 2015. Т. 20. Вып. 5. С. 1452—1461.
  13. Рапопорт Э. Я. Альтернансный метод в прикладных задачах оптимизации. М.: Наука, 2000.
  14. Рапопорт Э. Я. Оптимальное управление системами с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2009.
  15. Рапопорт Э. Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. М.: Металлургия, 1993.
  16. Плешивцева Ю. Э., Рапопорт Э. Я. Метод последовательной параметризации управляющих воздействий в краевых задачах оптимального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2009. № 3. С. 22—33.
  17. Бутковский А. Г. Методы управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 1975.
  18. Рапопорт Э. Я. Структурное моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2003.
  19. Коваль В. А. Спектральный метод анализа и синтеза распределенных управляемых систем. Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 1997.
  20. Егоров Ю. В. Необходимые условия оптимальности в банаховом пространстве // Математический сборник (новая серия). 1964. Т. 64(106). № 1. С. 79—101.
  21. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Методы полубесконечной оптимизации в прикладных задачах управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 2021.
  22. Андреев Ю. Н. Управление конечномерными линейными объектами. М.: Наука, 1976.
  23. Рапопорт Э. Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2005.
  24. Летов А. М. Динамика полета и управления. М.: Наука, 1969.
  25. Летов А. М. Математическая теория процессов управления. М.: Наука, 1981.
  26. Рапопорт Э. Я., Плешивцева Ю. Э. Оптимальное управление температурными режимами индукционного нагрева. М.: Наука, 2012.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».