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模糊系统的Bang-Bang最优控制
结题报告
批准号:
61273009
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
朱元国
依托单位:
学科分类:
F0301.控制理论与技术
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
王远钢、葛新同、沈进中、盛林雪、颜红彦、孙赟、陈蓉
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中文摘要
系统受到模糊信息干扰时可由模糊微分方程描述,基于模糊微分方程的最优控制问题是模糊最优控制问题,该类问题由申请者在前一基金项目中提出并研究。在最有控制理论中,时间最优控制问题是一类非常重要的Bang-Bang控制问题。即当输入控制变量有界时,最优控制只在边界上取得。所以研究模糊系统的Bang-Bang最优控制问题在理论及应用上都是极其有意义的,该工作是前一项目研究的深入和继续。本项目主要研究:有限(无限)时间内模糊仿射系统的Bang-Bang正常(奇异)最优控制问题,模糊开关系统Bang-Bang最优控制问题,基于模糊系统的首次通过时间Bang-Bang控制问题,时间延迟模糊系统的Bang-Bang最优控制问题,以及Bang-Bang最优控制在讨论模糊微分对策的Nash平衡点与鞍点问题中的应用。本项目将丰富和发展模糊最优控制的研究,较为系统地形成模糊系统Bang-Bang最优控制理论。
英文摘要
A system disturbed by fuzzy information may be described by a fuzzy differential equation. An optimal control problem subject to a fuzzy differential equation is called a fuzzy optimal control problem, which was introduced by the author in a previous project supported by the NSFC. Time optimal control problem in optimal control theory is an important Bang-Bang one in practice. That is, optimal control attains at the boundary of a control variable if it is bounded. Therefore, it is very significative to study Bang-Bang optimal control problem subject to fuzzy system not only in theory but in applications. We will deal with some key problems on fuzzy Bang-Bang optimal control in this project, which is an in-depth and continuous work of our previous project. The contents of our study include Bang-Bang control normal (or Singular) problems of fuzzy affine systems in finite (or infinite) time, Bang-Bang optimal control problems subject to switched fuzzy systems, Bang-Bang optimal control problems of first passage time subject to fuzzy systems, Bang-Bang optimal control problems subject to fuzzy systems with time-delay, and Nash-equilibrium and saddle point problems of fuzzy differential game systems, which are studied by Bang-Bang control method. The investigation in this project will enrich and develop the study of fuzzy optimal control. It is a hope systematically to form the theory of Bang-Bang optimal control for fuzzy systems.
不确定事件是生产生活中常见的一种不确定现象,它反映人类的主观不确定性,所以任何活动只要有人的参与,就不可避免的会有不确定事件发生。若系统运行过程中受到外部因素干扰,且该干扰为不确定现象,那么其状态轨迹可用不确定微分方程或不确定差分方程描述,基于这两类不确定系统的最优控制问题称为不确定最优控制问题。时间最优控制问题是一类非常重要的bang-bang 控制问题。即当输入控制变量有界时,最优控制只在边界上取得。基于不确定系统的Bang-bang 控制问题就是本项目提出研究的不确定bang-bang 最优控制问题。本项目的研究不仅具有重要的理论意义,也有实际的应用价值。本项目经过四年研究工作,取得了预期的目标。针对有限(无限)时间内不确定正常(奇异)仿射系统的最优控制模型,利用动态规划方法,求出其bang-bang最优控制率。针对不确定开关系统的bang-bang 最优控制问题,运用两阶段算法,找出了各个时段的最优控制和最优开关时刻。针对基于不确定系统的首达时间最优控制问题,利用启发式算法,得出最优的首达时。针对时间延迟不确定系统的最优控制问题,给出了此问题存在解的充分条件,并使用动态规划原理求得相应的最优控制。用bang-bang 控制方法,研究了两个控制变量不对称时,不确定线性微分对策的Nash 平衡点、鞍点存在性问题,得到Nash 平衡点、鞍点存在的必要条件。还研究了分数阶不确定微分方程,给出了其解存在且唯一的充分条件,并求出几类分数阶不确定微分方程的解析解。研究了不确定最优控制的乐观值模型,推导出模型有解的一个充分条件,并且很成功地将其应用到组合投资问题中。对一类离散不确定最优控制的期望值模型,提出了值迭代方法,并应用于传染病防控模型研究中。并且研究了不确定环境下的供应链排序问题、一类不确定变分不等式问题、以及不确定线性系统的吸引性和稳定性等问题,取得了丰硕的研究成果。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Two empirical uncertain models for project scheduling problem
项目调度问题的两个经验不确定模型
DOI:10.1057/jors.2014.115
发表时间:2015-09
期刊:Journal of the Operational Research Society
影响因子:3.6
作者:Ding, Chunxiao;Zhu, Yuanguo
通讯作者:Zhu, Yuanguo
Uncertain flexible flow shop scheduling problem subject to breakdowns
不确定的灵活流水车间调度问题容易出现故障
DOI:10.3233/jifs-151400
发表时间:2017
期刊:Journal of Intelligent and Fuzzy Systems
影响因子:2
作者:Jiayu Shen;Yuanguo Zhu
通讯作者:Yuanguo Zhu
Chance-constrained model for uncertain job shop scheduling problem
不确定车间调度问题的机会约束模型
DOI:10.1007/s00500-015-1647-z
发表时间:2016-06
期刊:Soft Computing
影响因子:4.1
作者:Shen, Jiayu;Zhu, Yuanguo
通讯作者:Zhu, Yuanguo
DOI:--
发表时间:2016
期刊:南京理工大学学报
影响因子:--
作者:丁春晓;朱元国
通讯作者:朱元国
DOI:10.1080/01969722.2012.707574
发表时间:2012-08
期刊:Cybernetics and Systems
影响因子:1.7
作者:Xinxin Xu;Yuanguo Zhu
通讯作者:Xinxin Xu;Yuanguo Zhu
不确定动力系统的性能分析及最优控制
  • 批准号:
    61673011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    49.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    朱元国
  • 依托单位:
基于动态规划的模糊最优控制及应用研究
  • 批准号:
    60874038
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    朱元国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金