Dual-channel control with minimum energy consumption in linear-quadratic optimization problems of interconnected heterogeneous systems with distributed parameters
- 作者: Ilina N.А.1, Pleshivtseva Y.E.1, Rapoport E.Y.1
-
隶属关系:
- Samara State Technical University
- 期: 编号 1 (2025)
- 页面: 28-44
- 栏目: MANAGEMENT OF SYSTEMS WITH DISTRIBUTED PARAMETERS
- URL: https://rjraap.com/0002-3388/article/view/684555
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338825010036
- EDN: https://elibrary.ru/AGWMAD
- ID: 684555
如何引用文章
详细
A constructive technology for solving problems of dual-channel control of two heterogeneous systems interconnected by boundary conditions with distributed parameters in linear-quadratic optimization problems by the criterion of energy saving is proposed. The resulting spatial distribution of controlled variables is approximated with given uniform accuracy to the desired state. The developed technique initially employs a procedure of parameterization of the desired control actions on a finite-dimensional subset of an infinite number of final values of conjugate variables. Subsequent procedure is applied for exact reduction to a parametric problem of semi-infinite optimization, which is solved according to the scheme of the previously proposed alternance method, which has been generalized to the situation under study. It is demonstrated that the equations of optimal controllers with lumped control actions for each of the objects are reduced to linear feedback algorithms on the measured state with non-stationary transfer coefficients. An illustrative example of optimization of the process of induction heating of two unbounded plates under conditions of ideal thermal contact on their boundary surfaces is presented, which is of independent interest.
全文:

作者简介
N. Ilina
Samara State Technical University
编辑信件的主要联系方式.
Email: ilina.natalyaa@yandex.ru
俄罗斯联邦, Samara
Yu. Pleshivtseva
Samara State Technical University
Email: yulia_pl@mail.ru
俄罗斯联邦, Samara
E. Rapoport
Samara State Technical University
Email: edgar.rapoport@mail.ru
俄罗斯联邦, Samara
参考
- Маковский В.А. Динамика металлургических объектов с распределенными параметрами. М.: Металлургия, 1971.
- Рей У. Методы управления технологическими процессами. М.: Мир, 1983.
- Рапопорт Э.Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. М.: Металлургия, 1993.
- Рапопорт Э.Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2005.
- Бутковский А.Г. Структурная теория распределенных систем. М.: Наука, 1977.
- Бегимов И., Бутковский А.Г., Рожанский В.Л. Структурное представление физически неоднородных систем // АиТ. 1982. № 9. С. 25–35.
- Бегимов И., Бутковский А.Г., Рожанский В.Л. Структурное представление двумерных неоднородных систем с распределенными параметрами // АиТ. 1984. № 5. С. 5–16.
- Демиденко Н.Д. Управляемые распределенные системы. Новосибирск: Наука, 1999.
- Рапопорт Э.Я. Структурное моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2003.
- Рапопорт Э.Я. Альтернансный метод в прикладных задачах оптимизации. М.: Наука, 2000.
- Рапопорт Э.Я. Оптимальное управление системами с распределенными параметрами. М.: Высш. шк., 2009.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Методы полубесконечной оптимизации в прикладных задачах управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 2021.
- Рапопорт Э.Я. Метод параметрической оптимизации в задачах многоканального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 4. С. 47–61.
- Ilina N. Parametric Optimization of Nonstationary Heat Conductivity Processes with Two Control Actions // XXI Intern. Conf. Complex Systems: Control and Modeling Problems (CSCMP). Samara, Russia, 2019. P. 271–276.
- Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.
- Красовский Н.Н. Теория управления движением. М.: Наука, 1968.
- Егоров А.И., Знаменская Л.Н. Введение в теорию управления системами с распределенными параметрами. СПб.: Лань, 2017.
- Мартыненко Н.А., Пустыльников Л.М. Конечные интегральные преобразования и их применение к исследованию систем с распределенными параметрами. М.: Наука, 1986.
- Егоров Ю.В. Необходимые условия оптимальности в банаховом пространстве // Мат. сб. (новая серия). 1964. Т. 64 (106). № 1. С. 79–101.
- Плешивцева Ю.Э., Рапопорт Э.Я. Программное управление с минимальным энергопотреблением в системах с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2020. № 4. С. 42 57.
- Егоров А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. М.: Наука, 1978.
- Плешивцева Ю.Э., Рапопорт Э.Я. Метод последовательной параметризации управляющих воздействий в краевых задачах оптимального управления системами с распределенными параметрами // Изв. РАН. ТиСУ. 2009. № 3. С. 22–33.
- Рапопорт Э.Я. Равномерная оптимизация управляемых систем с распределенными параметрами // Вестн. Самарского гос. техн.ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2022. Т. 26. № 3. С. 419–445.
- Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высш. шк., 2001.
- Валеев Г.К., Жаутыков О.А. Бесконечные системы дифференциальных уравнений. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1974.
- Коваль В.А. Спектральный метод анализа и синтеза распределенных управляемых систем. Саратов: Саратовский гос. техн. ун-т, 1997.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Оптимальное по расходу энергии управление в системах с распределенными параметрами // Автометрия. 2021. Т. 57. № 4. С. 17–28.
- Самарский А.А., Вабишевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: УРСС, 2003.
- Бакулин В.Н., Гусев Е.Л., Марков В.Г. Методы оптимального проектирования и расчета композиционных конструкций. Т.1. М.: Физматлит, 2008.
- Рапопорт Э.Я., Плешивцева Ю.Э. Оптимальное управление температурными режимами индукционного нагрева. М.: Наука, 2012.
补充文件
