Global optimization of stiff dynamical systems
Global optimization of stiff dynamical systems
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刚性动力系统的全局优化
DOI：
10.1002/aic.16836
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Stuber, Matthew D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilhelm, Matthew E.;Le, Anne V.;Stuber, Matthew D.
提出了一种求解刚性常微分方程初值问题的全局优化方法。这些例子来自动态优化问题，表现出在基于模型的系统工程应用中常见的快速和缓慢瞬态现象。该方法利用无条件稳定的隐式积分方法将ODE约束问题转化为嵌入隐式函数的非凸非线性规划（NLP）。这个问题，然后解决了在有限时间内使用空间分支-和-定界框架，利用凸/凹松弛的隐函数构造的方法，充分利用问题的稀疏性的全局最优性。该算法在EAGO.jl软件包中的Julia编程语言中实现，并在过程系统工程中具有不同复杂性的五个示例上进行了演示。所开发的方法使有保证的全局解的动态优化问题与刚性ODE-IVP嵌入。
We present a deterministic global optimization method for nonlinear programming formulations constrained by stiff systems of ordinary differential equation (ODE) initial value problems (IVPs). The examples arise from dynamic optimization problems exhibiting both fast and slow transient phenomena commonly encountered in model‐based systems engineering applications. The proposed approach utilizes unconditionally stable implicit integration methods to reformulate the ODE‐constrained problem into a nonconvex nonlinear program (NLP) with implicit functions embedded. This problem is then solved to global optimality in finite time using a spatial branch‐and‐bound framework utilizing convex/concave relaxations of implicit functions constructed by a method which fully exploits problem sparsity. The algorithms were implemented in the Julia programming language within the EAGO.jl package and demonstrated on five illustrative examples with varying complexity relevant in process systems engineering. The developed methods enable the guaranteed global solution of dynamic optimization problems with stiff ODE–IVPs embedded.
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DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
Optim. Methods Softw.
影响因子：
--
作者：
M. D. Stuber;Joseph K. Scott;P. I. Barton
通讯作者：
P. I. Barton
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影响因子：
3.7
作者：
R. Krawczyk
通讯作者：
R. Krawczyk
利用模型冗余对非线性动态系统进行快速准确的可达性分析
影响因子：
4.3
作者：
Kai;Joseph K. Scott
通讯作者：
Joseph K. Scott
DOI：
--
发表时间：
2011
期刊：
IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference
影响因子：
--
作者：
Joseph K. Scott;P. I. Barton
通讯作者：
P. I. Barton
全局动态优化中状态松弛的离散然后松弛方法
DOI：
--
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
作者：
Ali M. Sahlodin;B. Chachuat
通讯作者：
B. Chachuat