تاريخ الرياضيات
الاعداد و نظريتها
تاريخ التحليل
تار يخ الجبر
الهندسة و التبلوجي
الرياضيات في الحضارات المختلفة
العربية
اليونانية
البابلية
الصينية
المايا
المصرية
الهندية
الرياضيات المتقطعة
المنطق
اسس الرياضيات
فلسفة الرياضيات
مواضيع عامة في المنطق
الجبر
الجبر الخطي
الجبر المجرد
الجبر البولياني
مواضيع عامة في الجبر
الضبابية
نظرية المجموعات
نظرية الزمر
نظرية الحلقات والحقول
نظرية الاعداد
نظرية الفئات
حساب المتجهات
المتتاليات-المتسلسلات
المصفوفات و نظريتها
المثلثات
الهندسة
الهندسة المستوية
الهندسة غير المستوية
مواضيع عامة في الهندسة
التفاضل و التكامل
المعادلات التفاضلية و التكاملية
معادلات تفاضلية
معادلات تكاملية
مواضيع عامة في المعادلات
التحليل
التحليل العددي
التحليل العقدي
التحليل الدالي
مواضيع عامة في التحليل
التحليل الحقيقي
التبلوجيا
نظرية الالعاب
الاحتمالات و الاحصاء
نظرية التحكم
بحوث العمليات
نظرية الكم
الشفرات
الرياضيات التطبيقية
نظريات ومبرهنات
علماء الرياضيات
500AD
500-1499
1000to1499
1500to1599
1600to1649
1650to1699
1700to1749
1750to1779
1780to1799
1800to1819
1820to1829
1830to1839
1840to1849
1850to1859
1860to1864
1865to1869
1870to1874
1875to1879
1880to1884
1885to1889
1890to1894
1895to1899
1900to1904
1905to1909
1910to1914
1915to1919
1920to1924
1925to1929
1930to1939
1940to the present
علماء الرياضيات
الرياضيات في العلوم الاخرى
بحوث و اطاريح جامعية
هل تعلم
طرائق التدريس
الرياضيات العامة
نظرية البيان
LINEAR TIME-OPTIMAL CONTROL-EXISTENCE OF TIME-OPTIMAL CONTROLS.
المؤلف: Lawrence C. Evans
المصدر: An Introduction to Mathematical Optimal Control Theory
الجزء والصفحة: 31-32
6-10-2016
296
Consider the linear system of ODE:
for given matrices M ∈ Mn×n and N ∈ Mn×m. We will again take A to be the cube [−1, 1] m ⊂ Rm.
Define next
where τ = τ (α(.)) denotes the first time the solution of our ODE (1.1) hits the origin 0. (If the trajectory never hits 0, we set τ = ∞.)
OPTIMAL TIME PROBLEM: We are given the starting point x0 ∈ Rn, and want to find an optimal control α∗(.) such that
Then τ∗= −P[α∗ (.)] is the minimum time to steer to the origin.
THEOREM 1.1 (EXISTENCE OF TIME-OPTIMAL CONTROL). Let x0 ∈ Rn. Then there exists an optimal bang-bang control α∗(.).
Proof. Let τ ∗ := inf{t | x0 ∈ C(t)}. We want to show that x0 ∈ C(τ ∗); that is, there exists an optimal control α∗(.) steering x0 to 0 at time τ ∗.
Choose t1 ≥ t2 ≥ t3 ≥ . . . so that x0 ∈ C(tn) and tn → τ∗. Since x0 ∈ C(tn), there exists a control αn(.) ∈ A such that
If necessary, redefine αn(s) to be 0 for tn ≤ s. By Alaoglu’s Theorem, there exists a subsequence nk → ∞ and a control α∗(.) so that αn∗⇀ α∗ .
We assert that α∗(.) is an optimal control. It is easy to check that α∗(s) = 0, s ≥ τ∗. Also
because α∗(s) = 0 for s ≥ τ∗. Hence x0 ∈ C(τ ∗), and therefore α∗(.) is optimal.
According to Theorem (EXTREMALITY AND BANG-BANG PRINCIPLE) there in fact exists an optimal bang-bang control.
References
[B-CD] M. Bardi and I. Capuzzo-Dolcetta, Optimal Control and Viscosity Solutions of Hamilton-Jacobi-Bellman Equations, Birkhauser, 1997.
[B-J] N. Barron and R. Jensen, The Pontryagin maximum principle from dynamic programming and viscosity solutions to first-order partial differential equations, Transactions AMS 298 (1986), 635–641.
[C1] F. Clarke, Optimization and Nonsmooth Analysis, Wiley-Interscience, 1983.
[C2] F. Clarke, Methods of Dynamic and Nonsmooth Optimization, CBMS-NSF Regional Conference Series in Applied Mathematics, SIAM, 1989.
[Cr] B. D. Craven, Control and Optimization, Chapman & Hall, 1995.
[E] L. C. Evans, An Introduction to Stochastic Differential Equations, lecture notes avail-able at http://math.berkeley.edu/˜ evans/SDE.course.pdf.
[F-R] W. Fleming and R. Rishel, Deterministic and Stochastic Optimal Control, Springer, 1975.
[F-S] W. Fleming and M. Soner, Controlled Markov Processes and Viscosity Solutions, Springer, 1993.
[H] L. Hocking, Optimal Control: An Introduction to the Theory with Applications, OxfordUniversity Press, 1991.
[I] R. Isaacs, Differential Games: A mathematical theory with applications to warfare and pursuit, control and optimization, Wiley, 1965 (reprinted by Dover in 1999).
[K] G. Knowles, An Introduction to Applied Optimal Control, Academic Press, 1981.
[Kr] N. V. Krylov, Controlled Diffusion Processes, Springer, 1980.
[L-M] E. B. Lee and L. Markus, Foundations of Optimal Control Theory, Wiley, 1967.
[L] J. Lewin, Differential Games: Theory and methods for solving game problems with singular surfaces, Springer, 1994.
[M-S] J. Macki and A. Strauss, Introduction to Optimal Control Theory, Springer, 1982.
[O] B. K. Oksendal, Stochastic Differential Equations: An Introduction with Applications, 4th ed., Springer, 1995.
[O-W] G. Oster and E. O. Wilson, Caste and Ecology in Social Insects, Princeton UniversityPress.
[P-B-G-M] L. S. Pontryagin, V. G. Boltyanski, R. S. Gamkrelidze and E. F. Mishchenko, The Mathematical Theory of Optimal Processes, Interscience, 1962.
[T] William J. Terrell, Some fundamental control theory I: Controllability, observability, and duality, American Math Monthly 106 (1999), 705–719.