【最优控制笔记】——3动态规划之连续系统1

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动态规划

6.3 连续系统的动态规划

连续系统表述为:

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其性能指标写作:(这个地方为什么是J(0)?

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说明:

对于连续系统的动态规划问题,求解思路有两种:

1)先离散化,求解离散系统的最优控制,再利用零阶保持器制造数字控制;
2)直接解决连续最优控制问题获得连续输入

6.3.1 一般系统的离散数字控制

1)对系统的离散化

可以利用一阶近似(欧拉近似)对系统(6.3-1)进行离散化,采样时间设为 τ \tau τ
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为了表示方便,定义 x k = x ( k τ ) , u k = u ( k τ ) x_k=x(k\tau),u_k=u(k\tau) xk=x(kτ),uk=u(kτ),有:

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若再定义:

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则有了式(6.2-1)的形式:

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2)对性能指标的离散化

如果让 N = T τ N=\frac{T}{\tau} N=τT,则式(6.3-2)可以改写成:

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对积分进行一阶近似,有:

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进一步,若假设:
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则性能指标可写作离散系统的形式:

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3)更精确的离散

考虑二次型系统及其性能指标:

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由于系统是微分方程,我们不采用欧拉近似,而采用解的形式来精确表示:
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其中, A s = e A τ , B = ∫ 0 τ e A τ B d t A^s=e^{A\tau},B=\int_0^\tau e^{A\tau}Bdt As=eAτ,B=0τeAτBdt

4)离散化后的动态规划及数字控制

在离散化后,我们得到了前一节类似地系统,进而可以利用前一节方法进行求解 u k ∗ u_k^* uk

然后,得到数字控制规律为:

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