PROPT

Hardi Rennenkampf Juli 26, 2016 P 1 0
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Die PROPT MATLAB Optimal Control Software ist eine neue Generation-Plattform für die Lösung angewendet optimale Steuerung und Parameter Schätzprobleme.

Die Plattform wurde von MATLAB Programming Contest Winner entwickelt, Per Rutquist im Jahr 2008. Die neueste Version bietet Unterstützung für binäre und Integer-Variablen sowie eine automatische Skalierungsmodul.

Bezeichnung

PROPT ist eine kombinierte Modellierung, Erstellung und Solver-Engine, auf die TomSym Modellierung Klasse gebaut, für die Erzeugung von hoch komplexen Optimalsteuerungsprobleme. PROPT verwendet eine pseudospectral Collocation Methode zur Lösung von Optimalsteuerungsproblemen. Dies bedeutet, dass die Lösung in Form eines Polynoms, und dieses Polynom erfüllt die DAE und der Pfad Einschränkungen an den Kollokationspunkte.

Im Allgemeinen PROPT verfügt über die folgenden Hauptfunktionen:

  • Berechnung der konstanten Matrizen für die Differenzierung und Integration der verwendet wird, um die Lösung für das Optimierungsproblem Trajektorie approximieren Polynome verwendet.
  • Quelle Transformation Benutzer angegebenen Ausdrücke in MATLAB-Code für die Kostenfunktion und Beschränkungsfunktion, die ein nichtlineares Programmierlöser in Tomlab geben werden drehen. Die Quelle Transformationspaket TomSym generiert automatisch ersten und zweiten Ableitungen.
  • Funktionen für die Auftragung und die Berechnung einer Vielzahl von Informationen für die Lösung des Problems.
  • Automatische Erkennung der folgenden Möglichkeiten:
    • Lineare und quadratische Ziel.
    • Einfache Grenzen, lineare und nichtlineare Randbedingungen.
    • Nicht optimierten Ausdrücke.
  • Integrierte Unterstützung für nichtglatte Optimalsteuerungsprobleme.
  • Modul für die automatische Skalierung der schwierigen Platzproblem.
  • Unterstützung für binäre und Integer-Variablen, Steuerelemente oder Staaten.

Modellbildung

Die PROPT System verwendet die TomSym symbolische Quelle Transformation Engine, um eine optimale Steuerungsprobleme zu modellieren. Es ist möglich, unabhängige Variablen, abhängige Funktionen, Skalare und konstanter Parameter definieren:

Staaten und Kontrollen

Staaten und Kontrollen unterscheiden sich nur in dem Sinne, dass die Staaten müssen stetig zwischen den Phasen.

Begrenzung, Weg, Event- und integraler Einschränkungen

Eine Vielzahl von Rand, Pfad, Ereignis und Integral- Beschränkungen werden nachstehend gezeigt:

Einphasige optimale Steuerung beispiels

Van der Pol-Oszillator

Zu minimieren:

Vorbehaltlich:

Um das Problem mit PROPT der folgende Code kann verwendet werden, zu lösen:

Mehrphasen eine optimale Steuerung beispiels

Eindimensionale Rakete mit freien Ende Zeit und unbestimmten Phasenverschiebung

Zu minimieren:

Vorbehaltlich:

Das Problem wird mit PROPT durch die Schaffung von zwei Phasen und deren Verbindung gelöst:

Parameterschätzung beispiels

Parameterschätzproblem

Zu minimieren:

Vorbehaltlich:

In der unten stehenden Codes an das Problem ist mit einem feinen Gitter gelöst. Diese Lösung wird anschließend fein abgestimmt mit 40 Kollokationspunkte:

Optimalsteuerungsproblemen unterstützt

  • Aerodynamischen Flugbahn-Kontrolle
  • Zweipunktsteuerungs
  • Chemieingenieurwesen
  • Dynamische Systeme
  • Allgemeine optimale Kontrolle
  • Groß angelegte lineare Steuer
  • Mehrphasensystem Steuer
  • Mechanical Engineering Design
  • Nichtdifferenzierbare Steuer
  • Parameter Schätzung für dynamische Systeme
  • Singular Steuer
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