優化控制

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優化控制(Optimal control)

目錄

什麼是優化控制

  優化控制是指在給定的約束條件下,尋求一個控制系統,使給定的被控系統性能指標取得最大或最小值的控制

  隨著科學技術的發展,目前智能控制已開始廣泛應用。這種控制將人類的智能,例如把適應、學習、探索等能力引入控制系統,使其具有識別、決策等功能,從而使自動控制和優化控制達到了更高級的階段。

優化控制的條件

  一般說,進行優化控制必須要具備三個條件:

  1、要給出系統的性能指標。

  2、要給出約束條件。

  3、要尋找優化控制的機制和方法。

  由於在實際中情況是複雜多變的,進行優化控制不可能達到十全十美,因此優化控制只能是相對的或滿意的控制,而難以做到最優控制

網路化系統集成優化控制[1]

  1.網路化系統集成優化控制演算法及其實現

  網路化系統的集成優化控制方法就是將複雜系統的集成優化控制方法和網路自動化技術相結合,用來解決網路化複雜系統的優化控制問題,使其在難以建模、系統具有網路化和區域化等情況下,獲得滿意的優化控制結果。網路化系統集成優化控制方法的特點是引人了網路迴路,在優化演算法中引人了一些不確定因素,其優化控制更加依賴於網路系統和網路技術。網路化系統集成優化控制的關鍵技術在於動態系統優化與參數估計集成優化方法的實現和網路信息傳輸,藉助於動態系統集成優化控制技術和網路自動化技術可實現網路化系統的集成優化控制,可以基於區域網或Intemet實現。基於區域網的網路化系統集成優化控制的示意圖如下圖所示。   

  2.網路化系統集成優化控制的特征

  對一個動態優化控制方法,除了給出優化演算法,還需要對其性能進行分析,只有這樣才能保證優化方法的實施。網路化系統的集成優化控制方法的性能包括實時性、最優性、收斂性及其魯棒性等。

  1).實時性

  在引人網路之前,針對跨區域的複雜系統,其優化控制的實施是很困難的,即使能夠,其實時性也難以保證。網路化系統集成優化控制方法由於藉助於電腦網路技術來實施集成優化控制,可以較好地解決跨區域複雜系統集成優化控制的實時性問題。

  2).最優性

  演算法最優性是指在演算法收斂的情況下,收斂解是否實際系統的最優解。對於網路化系統集成優化控制方法,在最優解存在且唯一等假設條件下,若演算法收斂,則收斂解滿足最優性必要條件,即所得優化解是實際系統的真實最優解。

  3).收敢性

  網路化系統集成優化控制方法需要實施,首先要求其優化控制演算法是收斂的,收斂性就是研究演算法收斂的條件,針對不同的演算法其收斂性條件有所不同。對於網路化系統的集成優化控制方法,其優化的框架沒有改變,只是引人了網路迴路,利用演算法映射及壓縮映射原理,通過分析可以獲得保證優化演算法收斂的條件。

  4).魯棒性

  網路化系統集成優化控制方法的魯棒性問題是指在存在這樣那樣擾動的情況下,優化演算法保持其收斂性,並收斂到最優解的能力。網路化系統的集成優化控制方法在不需要實際過程的精確數學模型的情況下可以獲得實際系統的真實最優解,對模型的結構和參數具有較強的魯棒性。

  網路化系統的集成優化控制方法是一種基於網路環境下的集成優化控制方法,電腦網路的信息的安全問題必然影響到系統集成優化控制的實施。因此,對網路化系統集成優化控制中的信息安全問題及其對策進行分析和研究是十分必要的,只有這樣才能保證網路化系統的集成優化控制的順利實施。網路化系統集成優化控制中的信息安全問題可以藉助於電腦網路的信息安全對策予以解決。

  網路化系統的集成優化控制方法為解決區域性複雜系統的優化控制提供了一種新思路,該方法具有以下優越性:

  l)由於網路化系統的集成優化控制方法本質是採用動態大系統的DISOPE遞階優化方法,這樣就使得網路化系統的集成優化控制在不需要複雜系統的精確數學模型的情況下,就可以獲得實際系統的真實最優解;

  2)網路化系統的集成優化控制方法為解決跨區域性的複雜系統的優化控制提供了一種可靠的實現途徑和形式。同時由於網路自動化技術的發展和網路信息傳輸實時性的提高,使得實時地解決區域性的複雜系統的優化控製成為可能。

相關條目

參考文獻

  1. 孔金生 姚麗君.網路化系統集成優化控制的實現
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