Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Методы оптимизации при решении уравнений

Тип Реферат
Предмет Математика
Просмотров
1081
Размер файла
334 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Методы оптимизации при решении уравнений

Контрольная работа

«Методы оптимизации при решении уравнений»

Задание №1

Определить, существует ли кривая , доставляющая функционалу экстремум и, если существует, то найти ее уравнение.

Решение: Составим уравнение Эйлера и найдём его общее решение:

Используем краевые условия:

Решаем систему уравнений и получаем:

Таким образом, экстремаль имеет уравнение вида

Так как


то функционал на прямой достигает минимума.

Задание №2

Найти, используя уравнение Эйлера-Лагранжа, оптимальное управление , минимизирующее функционал для системы, описываемой уравнениями

,

при начальных и конечных условиях соответственно:

ABt0tfx0xfab

0 1

0 0

0

1

01

1

0

0

0

01

Решение

Формируем задачу по исходным данным:

(1)


(2)

Составим функцию Лагранжа и гамильтониан:

и соответственно уравнения Эйлера-Лагранжа (здесь для Н):

(3)

(4)

Используя замену (3), подставим выражения (4) во второе уравнение динамики в (1):

и находим общее решение

(5)

Подставим его в первое уравнение (1):


и находим общее решение:

(6)

Для из (6) и из (5) используем начальные и конечные условия и получаем систему уравнений для констант С1, С2, С3, С4,:

Таким образом, решение имеет вид:

которое удовлетворяет начальным и конечным условиям.

Задание №3

Для системы, описываемой уравнениями

с заданными условиями на начальное и конечное значение координат, найти оптимальное управление , минимизирующее функционал

ABt0tfx0xfg0ab

0 1

0 0

0

1

0t

1

0

x1(tf) = -tf2

001

Решение. Формулируем задачу по исходным данным

(1)

(2)

т.е. ,подвижна на правом конце, координата - свободна на правом конце,


Составим функцию Гамильтона Н (или функцию Лагранжа L)

(3)

и соответствующие уравнения Эйлера-Лагранжа:

(4)

(5)

(6)

Составим вспомогательную функцию

,

где .Таким образом:

. (7)

Поскольку и подвижны, то используем условия трансверсальности:


(8)

(9)

Так как не фиксирован момент времени , то используем условие трансверсальности

Найдем значение при из (3), но учтем, что , а из (9). Тогда, учитывая (4):

и используя (10) получим:

(11)

Подставляя (4), (5) и (6) в (2), а потом в (1) и интегрируя получим:

(12),


(13)

Используя начальные условия, можем записать:

Запишем условие с учетом (13). Тогда:

(14)

Уравнения (9), (11) и (14) составляют систему уравнений с тремя неизвестными С1, С2 и :

Подставляя 1-е уравнение во 2-е, получим:

,

а подставляя 1-е в третье, получим:


Таким образом, решение имеет вид:

Задание №4

Используя метод динамического программирования найти оптимальное уравнение для системы

ABt0tfFab

0 1

0 0

0

1

0∞0

1 0

0 2

1

Решение:

Формируем задачу по исходным данным.

(1)


– не ограничено, то есть .

Составим уравнение Беллмана с учетом того, что (S-функция Беллмана)

(2)

(3)

(4)

Из (3) находим:

(5)

Подставим (5) в (4)

(6)


Представим функцию Беллмана в виде квадратичной формы

(7)

причем это должна быть положительно определенная квадратичная форма, а значит

(8)

т.е. матрица должна быть положительно определённой.

Вычисляя выражения:

(9)

подставим их в (6) и обратим коэффициенты при , и в ноль, т.к. справа у нас ноль:

Отсюда:

(10)


(11)

(12)

Если , то Þ S < 0, что нельзя допустить. Тогда:

а следовательно а12 и а22 должны быть одного знака, так как а11 > 0.

Тогда а12 = 1/2, а22 = 1, а11 = 1. Таким образом, решение имеет вид (из (5) и (9)):

Задача 5

Используя принцип максимума Понтрягина найти оптимальное управление для линейной системы

в задаче:

АВt0tfх0xf|u|

0 1 0

0 0 1

0 0 0

0

0

1

01

0

0

0

x1®max

0

0

£1

Решение:

Формируем задачу по исходным данным:

(4)

Составим функцию Гамильтона

Уравнения Эйлера-Лагранжа имеет вид:

(5)

(6)

(7)


Поскольку – подвижна, то используем условие трансверсальности:

Но из (5) видно, что y1 = С1Þ С1 = 1. Тогда из (7) видно, что y3 = t2/2-C2t+C3, - то есть это квадратичная парабола ветвями вверх, которая может дважды пересечь уровень y3 = 0 и возможных порядок следования интервалов знакопостоянства следующий: +, -, +.

Из принципа максимума следует:

,

а следовательно:

Тогда, поскольку y3 меняет знак дважды, (пусть в моменты t1 и t2) можем записать

(8)

Подставим в (3) и получим, проинтегрировав уравнение (3)


(9)

Используя начальные и конечные условия для х3 и условия непрерывности в t1 и t2 получим:

(10)

Подставим (9) и константы из (10) в (2) и проинтегрируем. Получим:

(11)

Используя начальные и конечные условия для х2 и условия непрерывности в t1 и t2, получим:

Используем непрерывность при и :


Собрав уравнения (10) и полученное уравнение составим систему уравнений:

(12-14)

Подставив (12) в (13), получим уравнение

.

Подставим (13) в полученное уравнение (вместо ):

Тогда t1 из (12) равно


и, наконец,

Подставим (11), с учетом найденных констант в (1):

(15)

Исходя из начального условия и условия непрерывности получим:

Таким образом: моменты переключения: t1=1/4, t2=3/4, а заданы уравнениями(15), (11), (9) и (8) с известными константами.

Задание №6

Установить управляемость и наблюдаемость линейной системы:


где

.

Решение:

Для оценки управляемости составим матрицу управляемости (учтем, что n=3);

Y = (B, AB, A2B):

Таким образом

Взяв минор из 1,2 и 3 столбцов можно видеть, что

.


Следовательно, rang(Y)=3=n и система вполне управляема.

Для оценки наблюдаемости системы составим матрицу наблюдаемости (n=3):

H=(CT, ATCT, (AT)2 CT);

.

Таким образом

Взяв минор из 1, 2 и 3 столбцов можно видеть, что

Таким образом rang(H) = 3 = n, а следовательно система вполне наблюдаема.

Задание №7

Для линейной системы и квадратичного критерия

выполнить синтез оптимального управления с обратной связью

ABQR

0 1

1 0

1

0

1 0

0 0

1

Решение: Требуется выполнить синтез стационарного регулятора. Для этого воспользоваться алгебраическим матричным уравнением Риккати:

где

,

причем матрица l>0 (положительно определена).


Сравнивая коэффициенты матрицы слева и справа, стоящих на одинаковых местах получим систему уравнений:

Решая систему уравнений с учетом положительной определенности матрицы l, получим:

Тогда для уравнения, которое имеет вид

получим:


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
157252
рейтинг
icon
6081
работ сдано
icon
2741
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
67 657 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
СПбУТУиЭ
Спасибо огромное! Работу нужно было сдать срочно, максимум на следующий день. Ольга выполн...
star star star star star
МГПУ
Больше спасибо Екатерине!!! Работу подготовила в срок, все замечания выполнены. На любое о...
star star star star star
УрФУ
Алина, огромное спасибо, все выполнено раньше срока и согласно задачи.
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Философско-историческое осмысление и психологическое исследование...

Статья, Русский язык и культура речи

Срок сдачи к 21 окт.

1 минуту назад

Практическое задание по Юриспруденции

Решение задач, Юриспруденция

Срок сдачи к 28 окт.

1 минуту назад

Сделать таблицы

Другое, Нормативно-правовое обеспечение образования лиц с ОВЗ

Срок сдачи к 21 окт.

3 минуты назад

Разработка технологического процесса изготовления детали «Колонка»...

Курсовая, Технология машиностроения

Срок сдачи к 31 окт.

3 минуты назад

Преддипломная практика

Отчёт по практике, Русский язык

Срок сдачи к 27 нояб.

4 минуты назад

Нужно сделать курсовую работу, у меня есть образец готовой и проверенной

Курсовая, Электрическая часть ТЭЦ и подстанций сис-тем электроснабжения

Срок сдачи к 4 нояб.

4 минуты назад

Происхождение эукариотической клетки

Курсовая, Биология

Срок сдачи к 23 окт.

4 минуты назад

глава в ВКР

Другое, Государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 24 окт.

5 минут назад

Сделать работу в программе и резюме

Контрольная, Инвестиционный анализ производства

Срок сдачи к 15 нояб.

5 минут назад

Лабы с++

Лабораторная, Программирование

Срок сдачи к 22 окт.

7 минут назад

Доработать курсовую по замечаниям руководителя

Курсовая, Прикладная геодезия

Срок сдачи к 23 окт.

7 минут назад

найти реакции опоры и сделать проверку

Решение задач, Теоретическая механика

Срок сдачи к 22 окт.

7 минут назад

Полный курс Итоговая работа

Тест дистанционно, Метрология и информационно-измерительная техника

Срок сдачи к 26 окт.

7 минут назад

Сделать презентацию

Презентация, Уголовное право

Срок сдачи к 21 окт.

7 минут назад

Дистанционный экзамен в виде теста по курсу "Планирование и управление...

Тест дистанционно, Инженерная геология

Срок сдачи к 21 окт.

9 минут назад

Контрольная

Контрольная, Методы планирования численности работников

Срок сдачи к 24 окт.

9 минут назад

Решить 2 задачи

Контрольная, Теоретическая механика

Срок сдачи к 29 окт.

9 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно