研究生最优控制课程教学思考与实践

最优控制课程是控制科学与工程学科研究生学位必修课,同时也是力学(特别是动力学与控制方向)学位课,是一门具有理论深度和广泛工程应用的基础课。本文围绕如何提高课程教学质量、培养学生学习兴趣和创新能力的问题,对最优控制课程的教改核心、教学目标、教学内容、教学材料和教学方法等展开讨论。部分教改措施(如研讨式教学和BOPPPS教学结构)已应用于课程实践且取得良好效果。     

具有潜伏期时滞的时变SEIR模型的最优疫苗接种策略

该文在经典SEIR仓室模型的基础上，在由潜伏个体转化为感染个体的过程中，引入了时滞参数以刻画潜伏期的特性.同时，将传染系数改写为季节性变化参数，并通过引入疫苗接种和时变的成功免疫率，形成了含有时滞受控的时变SEIR模型.进一步地，在状态时滞最优控制问题的框架下，以疫苗接种率为控制变量，求解了基于该模型的传染病最优疫苗接种策略.在最优控制问题中，同时考虑了控制约束、易感染人口数上限、时变的疫苗产量上限三类约束.使用多区段的保辛伪谱方法对该问题进行求解.数值结果表明，计算得到的控制策略可以有效抑制传染病的传播.不同算例之间的对比说明忽略时变因素可能导致不合理的接种策略.     

干式负载智能控制系统的设计与实现

干式负载广泛应用于发电机组的性能测试与维护保养领域。为了提高其智能化水平,设计并实现了基于西门子S7-200 PLC的控制系统,其控制策略是先用穷举法找出功率总和等于功率设定值的档位组合,再根据干式负载的故障情况,从找出的档位组合中剔除那些因为故障而无法实现的档位组合,最后按照“需要操作的档位数量最少”、“优先选择动作次数最少的档位”这两个指标,从剩余的档位组合中挑选出一个最优值用于最终输出,从而实现了降低操作人员的工作负担、均衡接触器的动作次数和寿命、在突发故障时最大程度保证试验正常进行的目的。     

刮板沉降箱式除尘可修复系统的最优控制

研究了刮板沉降箱式除尘可修复系统稳态解的最优控制问题.通过利用范数指标泛函作为控制变量的标准,并采用极小化序列的方法,得到了系统最优控制元.     

基于Hurwicz准则的不确定养老金最优投资策略问题

本文提出一种新的养老金最优投资策略模型,研究了带有不确定工资过程的DC型养老金最优投资策略问题.以二次损失函数的Hurwicz加权平均值最小化为目标,针对两类相对财富过程,给出了养老金最优投资策略的显式表达式.最后,通过数值分析,研究了模型参数对最优投资策略的影响.     

离散代数Riccati方程解的上下界

给出离散代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程解的迹的上界和下界计算公式,较现有结果相比,该结果具有较高的估计精度,数值算例表明该方法的有效性。     

带障碍的广义插值样条与带状态约束的最优控制

本文由样条的极值性质出发给同分算子插值样条（即广义插值样条）新的推导方法。用这种方法可推导出带障碍（即带不等式约束）的微分算子插值样条的解析性质,为简便计,本文以非负广义插值样条为例。最后,揭示了状态带不等式的最优控制解的必要性准则与带障碍的广义插值样条的联系。     

一类连续最优控制问题的有限维近似

1　引　　言本文考虑具有状态终端约束、控制受限的非线性连续最优控制问题min　h0(x(0))+∫T0f0(x(t),u(t))dt+g0(x(T))(1.1)s.t.　x(t)=f(x(t),u(t)),　　t∈[0,T](1.2)D(x(0))=0,(1.3)E(x(T))=0,(1.4)S(u(t))≤0,　　t∈[0,T](1.5)其中,h0:Rn→R,f0:Rn×Rm→R,f:Rn×Rm→Rn,g0:Rn→R,D:Rn→Rp,E:Rn→Rq,S:Rm→Rr均为二次连续可微函数.T为终端时间(固定),p,q≤n,x(t)∈W1,∞[0,T]n,u(t)∈L∞[0,T]m分别为状态函数和控制函数.U(t)={u:S(u(t))≤0}为紧凸集.问题(1.1)—(1.5)要求寻找最佳控制u(t)使得目标函数(1.1)达到极小.…     

采用半主动斜拉索控制柔性梁的横向振动

提出采用磁流变阻尼器构成的半主动斜拉索实现柔性梁横向振动的半主动控制,讨论了其可行性、具体控制方案和控制算法。同时给出了在五种不同情况下的控制仿真结果,表明采用磁流变阻尼器实现结构半主动控制能避免“模态截断”而引起的“溢出”问题,具有能耗小、鲁棒性强的特点。