Принцип максимума Понтрягина.

Принцип максимума Понтрягина гласит, что для оптимальности системы, т.е. для получения минимума функционала

(где x – переменные, относящиеся к заданной части системы, включающей в себя

регулируемый объект и не изменяемую в процессе синтеза часть регулятора;

переменные u выражают воздействие проектируемой части регулятора на заданную

часть системы – управления) необходимо существование таких ненулевых

непрерывных функций ₀(t)…_n(t), что при любом t[t₀; t₁], величина H, как функция переменных u₁...u_n, в заданной области их допустимых значений достигает максимума H=M(₀, . . . . , _n; x₀, . . . ., x_n) причем ₀ и M постоянны во времени и ₀ ≤0 и M=0

Этот принцип позволяет решать важные с практической точки зрения задачи, такие, как перевод космического корабля с одной орбиты на другую таким образом, чтобы расход топлива был минимален. Принцип максимума позволил решить многие проблемы оптимизации форм конструкций на основе вариационных подходов.

50. Содержание

    • Понятие управления. Автоматическое и автоматизированное управление. Классификация систем автоматического управления (сау).
    • Функциональные схемы сау: разомкнутые и замкнутые сау. Обратная связь и ее типы.
    • Структурные схемы систем и их эквивалентные преобразования.
    • Формула Мейсена
    • Временные характеристики систем. Переходная характеристика.
    • Частотные характеристики систем.
    • Логарифмические характеристики.
    • Передаточная функция: определение и типы
    • Типовые звенья и их характеристики
    • Основные законы регулирования.
    • Необходимое и достаточное условие устойчивости линейных систем
    • Алгебраический критерий устойчивости (Рауса-Гурвица)
    • Критерий устойчивости Михайлова.
    • Критерий Найквиста.
    • Точность систем автоматического управления в типовых режимах.
    • Понятие переходного процесса. Оценка качества системы по переходной характеристике.
    • Методы построения переходного процесса.
    • Прямые и косвенные методы исследования качества управления.
    • Основные методы повышения точности систем
    • Теория инвариантности и комбинированное управление (далее ку)
    • Корректирующие средства
    • Основные принципы повышения запаса устойчивости систем
    • Система с переменными параметрами (далее спр). Нормальная и сопряженная весовые функции
    • Параметрическая передаточная функция (далее ппф) нестационарной системы
    • Методы анализа нестационарных систем
    • Системы с запаздыванием
    • Нелинейные системы, общие понятия, особенности динамики, типовые нелинейности.
    • Метод малых отклонений. Первый метод Ляпунова. Типы особых точек
    • Метод интегрированной аппроксимации (на примере системы с реле)
    • Второй метод Ляпунова
    • Частотный критерий устойчивости в. М. Попова.
    • Методы малого параметра (аналитические методы)
    • Метод гармонического баланса.
    • Преобразование случайных сигналов линейными системами.
    • Преобразование случайных сигналов нелинейными системами.
    • Статистически оптимальные параметры линейных систем.
    • Статистически оптимальные системы. Уравнение Винера-Хопфа (на примере не реализуемой системы).
    • Решение уравнения Винера-Хопфа (для физически реализуемой системы.) Решение уравнения Винера-Хопфа для физически реализуемой системы.
    • Преобразование случайных сигналов безынерционными нелинейными системами.
    • Метод статистической линеаризации.
    • Понятие об оптимальных системах. Примеры постановки задач оптимального управления.
    • Синтез управляющего устройства оптимальной по быстродействию системы методом фазовой плоскости.
    • Вариационное исчисление и основные задачи вариационного исчисления. Перечислите основные задачи вариационного исчисления?
    • Основная задача минимизации. Случай закрепленных конечных точек.
    • Случай подвижных конечных точек. Задача перехвата.
    • Вариационное исчисление в задачах оптимального управления. Управление по минимуму интегральной оценки.
    • Учет физических ограничений и множители Лагранжа (на примере)
    • Обобщенная задача оптимального управления.
    • Принцип максимума Понтрягина.
    • Метод динамического программирования Беллмана.