带不等式路径约束最优控制问题的惩罚函数法

• 作者: 刘兴高 胡云卿 薛安克
• 来源期刊: 自动化学报
• 关键词: 流程工业 最优控制 控制变量参数化 不等式路径约束 惩罚函数
• 年，卷（期）: 2013,（12）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 1996-2001
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1004.2013.01996

摘要

控制变量参数化(Control variable parameterization,CVP)方法是目前求解流程工业中最优操作问题的主流数值方法,但如果问题中包含路径约束,特别是不等式路径约束时,CVP方法则需要考虑专门的处理手段.为了克服该缺点,本文提出一种基于L1精确惩罚函数的方法,能够有效处理关于控制变量、状态变量、甚至控制变量/状态变量复杂耦合形式下的不等式路径约束.此外,为了能使用基于梯度的成熟优化算法,本文还引进了最新出现的光滑化技巧对非光滑的惩罚项进行磨光.最终得到了能高效处理不等式路径约束的改进型CVP架构,并给出相应数值算法.经典的带不等式路径约束最优控制问题上的测试结果及与国外文献报道的比较研究表明:本文所提出的改进型CVP架构及相应算法在精度和效率上兼有良好表现.