Математические вопросы моделирования оптимального подвижного управления процессами, описываемыми многомерными нелинейными параболическими уравнениями
Диссертация
В работе исследуются математические вопросы, связанные с решением задач оптимального подвижного управления системами с распределенными параметрами (СРП), которые описываются нелинейными параболическими уравнениями. Рассматриваемые модели охватывают широкий круг прикладных задач и, в частности, задач нагрева токопроводящих тел (металлических, порошковых, композиционных) в высокочастотном… Читать ещё >
Содержание
- стр
- Введение
- Глава II. ринципы построения математических моделей опти- мального управления многомерными полями различной физической природы
- 1. 1. Факторы сложности (общности) рассматриваемых мо- делей, вытекающие из обеспечения их информативности для целей оптимального управления
- 1. 2. Обзор состояния проблемы решения задач подвижного управления для электротепловых систем
- 1. 3. Принципы построения эффективных в вычислительном аспекте математических моделей оптимального управления электротепловыми полями
- Глава II. сходное математическое описание моделей оптими- зации в виде нелинейных уравнений в частных производных. Постановки задач оптимального подвижного управления
- 2. 1. Исходное математическое описание подвижных управ- лений. Общая постановка задачи управления электротепловой системой
- 2. 2. Математическая модель тепловых и электромагнитных полей в задачах управления нагревом токопроводящих тел в электромагнитном поле
- 2. 3. Математическая модель термонапряжений при нагреве металлов в электромагнитном поле
- 2. 4. Классификация постановок задач управления для нели- нейных электротепловых систем с распределенными параметрами, рассмотренных в работе
- Глава. Метод интегрального представления нелинейного ре- шения многомерной краевой задачи теплопроводности в модели оптимизации
- 3. 1. Алгоритм приближенного аппроксимативного метода итерационной линеаризации (АМИЛ)
- 3. 2. Анализ адекватности математической модели
- 3. 3. Алгоритмы расчета электромагнитных полей при ин- дукционном нагреве
- Глава. Декомпозиционный итерационный алгоритм решения задач оптимального подвижного управления для систем, описываемых уравнениями в частных производных
- 4. 1. Алгоритм декомпозиционного итерационного метода решения задач оптимального подвижного управления
- 4. 2. Алгоритм решения подзадачи Си (1) оптимизации функ
Список литературы
- Айвазян С.А., Мхитарян B.C. Прикладная статистика и основы эконометрики: Учебник для вузов. — М.: ЮНИТИ, 1998. — 1022 с.
- Алексеев В.М., Тихомиров В. Н., Фомин C.B. Оптимальное управление.1. М.: Наука, 1979. — 430 с.
- Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1979. — 216 с.
- Андреев Ю.Н., Огульник М. Т. Оптимальный по быстродействию нагрев пластины при ограниченных температурных напряжениях // Кибернетика и управление. — М.: Наука, 1967, с. 43 — 52.
- Бадамшин P.A., Горбатков С. А., Клестов Е. А. Оптимальное терминальное управление системами с распределенными параметрами при неполном измерении их состояния. — Уфа: Уфимск. гос. авиац. технич. ун-т, 1997, —313 с.
- Бек В.В., Вишняков Ю. С., Махлин А. Р. Интегрированные системы терминального управления. — М.: Наука, 1989. — 224 с.
- Беллман Р., Калаба Р. Квазилинеаризация и нелинейные краевые задачи.1. М.: Мир, 1968, — 164 с.
- Беляев Н.М., Рядно A.A. Методы теории теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1982. — 304 с.
- Болотов A.B., Шепель Г. А. Электротехнологические установки: Учебн. для вузов. — М.: Высшая школа, 1988. — 336 с.
- Болтнянский В.Г. Математические методы оптимального управления.
- М.: Наука. Физмалит, 1969. — 408 с.
- Бутковский А.Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами. — М.: Наука. Физмалит, 1965. — 474 с.
- Бутковский А.Г. Характеристики систем с распределенными параметрами. — М.: Наука, 1979. — 224 с.
- Бутковский А.Г. Методы управления системами с распределенными параметрами. — М.: Наука, 1975. — 568 с.
- Бутковский А.Г., Малый С. А., Андреев Ю. Н. Оптимальное управление нагревом металла. — М.: Металлургиздат, 1972. — 440 с.
- Бутковский А.Г., Пустыльников JI.M. Теория подвижного управления системами с распределенными параметрами. — М.: Наука. Физматлит, 1980. — 284 с.
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. — М.: Наука. Физматлит, 1988. — 552 с.
- Васильев О.В. Методы оптимизации в конечномерных пространствах.
- Иркутск: Изд-во Иркутского ун-та, 1979. — 132 с.
- Васильев Ф.П., Ишмухаметов А. З., Потапов М. М. Обобщенный метод моментов в задачах оптимального управления. — М.: МГУ, 1989. — 142 с.
- Вигак В.М. Оптимальное управление нестационарными температурными режимами. — Киев: Наукова думка, 1979. — 360 с.
- Ворович И.И., Красовский Ю. П. О методе упругих решений // Докл. АН СССР, 1959. Т. 126, № 4, с. 740 — 743.
- Вуйтович М.Е. Математическое обоснование итеро-аппроксимативного метода решения нелинейных многомерных задач электротеплового поля // Электродинамика СВЧ и КВЧ, 1999, Т. 7, № 1. —с. 6 — 17.
- Вольдек А.И., Данилевич Я. Б., Косачевский В. И. и др. Электромагнитные процессы в торцевых частях электрических машин. — JI.: Энерго-атомиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. — 216 с.
- Гживачевски М., Сарнецка В., Вуйтович М. Декомпозиционный метод решения начально-краевых нелинейных многомерных задач оптимального управления электротепловым полем // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1999, № 4, с.
- Голичев И.И. Решение некоторых задач для параболических уравнений методом последовательных приближений. — Уфа. Башкирский научный центр Уральского отделения АН СССР, 1979. — 172 с.
- Голичев И.И. Аппроксимация решения некоторых краевых и смешанных задач // Доклады АН СССР. Серия «Математика». — 1980. — Т. 215, № 8. — с. 535 — 539.
- Голубь H.H. Оптимальное управление симметричным нагревом массивных тел при различных фазовых ограничениях // Автоматика и телемеханика, 1967, № 4, с. 38 — 57.
- Горбатков С.А., Гживачевски М. К анализу итеро-аппроксимативного метода для трехмерных нелинейных задач теплопроводности // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1988, № 2, с. 101 — 111.
- Горбатков С.А., Кувалдин А. Б., Минеев В. Е. и др. Химические аппараты с индукционным обогревом. — М.: Химия, 1974. — 175 с.
- Гринберг Г. А. Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. — М.— Л.: Изд. АН СССР, 1948. — 748 с.
- Демирчян К.С. Моделирование магнитных полей. — Л.: Энергия, 1974. — 288 с.
- Демирчян К.С., Чечурин В. Л. Расчет вихревых магнитных полей на основе использования скалярного магнитного потенциала // Электричество, 1982, № 1.
- Денисов A.M. Введение в теорию обратных задач. — М.: Издательство Московск. госуд. ун-та, 1994. — 208 с.
- Канторович Л. В. Акилов Г. П. Функциональный анализ. — М.: Наука. Физматлит, 1977. — 742 с.
- Дикусар В.В., Милютин A.A. Качественные и численные методы в принципе максимума. — М.: Наука, 1989. — 114 с.
- Егоров Ю.В. Некоторые задачи теории оптимального управления // ЖВМ и МФ, 1963, Т. 3, № 5, с. 887 — 904.
- Егоров А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. — М.: Наука, 1978. — 464 с.
- Зарипов М.Ф., Горбатков С. А. Элементы теории нелинейных электромагнитных систем с распределенными параметрами. — М.: Наука, 1979.225 с.
- Зарубин B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 328 с.
- Кантрович Л.В. Функциональный анализ и прикладная математика // Успехи мат. наук. 1948, Т. З, № 6, с. 89 — 185.
- Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. — М.: Высшая школа, 1985. — 280 с.
- Кирин Н.Е. Вычислительные методы теории оптимального управления.
- Л.: Изд-во ЛГУ, 1968. — 144 с.
- Кирин Н.Е., Морозкин Н. Д. Численные приближения экстремалей управляемых динамических систем: Учебн. пособия для вузов. — Уфа: Башкирский госуд. ун-т, 1989. — 89 с.
- Клестов Е.А., Сиразетдинов Т. К. Метод распределенных моментов в задачах оптимального быстродействия // Сб. научн. трудов Казанского ин-та. — Казань: Изд. КАИ, 1971, вып. 130, с. 98 — 103.
- Коган М.Г. Поверхночстный эффект в неравномерно нагретом ферромагнитном цилиндре // Электричество, 1967, № 8, с. 72 — 81.
- Коздоба Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. — М.: Наука, 1975, —225 с.
- Колмогоров А.Н., фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. — М.: Наука, 1976. — 544 с.
- Колмоновский В.Б., Носов В. Р. Устойчивость и периодические режимы систем с последствием. — М.: Наука. — 448 с.
- Коломейцева М.Б. Решение задачи оптимального управления индукционным нагревом подвижных объектов // Управление распределенными системами с подвижным воздействием. — М.: Наука, 1979. — с. 99 — 106.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Наука, 1977. — 832 с.
- Коул Дж. Методы возмущений в прикладной математике. — М.: Мир, 1972. — 276 с.
- Кравченко А.Н. Краевые характеристики в задачах электродинамики.
- Киев: Наукова думка, 1989. — 224 с.
- Кравченко А.Н., Березовский A.A. О нелинейных краевых задачах электромагнитного поля. — Киев: Изд. АН УССР, 1963. — 76 с.
- Красовский H.H. Теория управления движением. — М.: Наука, 1968. — 476 с.
- Красовский H.H. Управление динамической системой: Задача о минимуме гарантированного результата. — М.: Наука, 1985. — 518 с.
- Ладыженская O.A., Солонников В. А., Уральцева H.H. Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа. — М.: Наука. Физматлит, 1967. — 736 с.
- Леонтович М.А. о приближенных граничных условиях для электромагнитного поля на поверхности хорошо проводящих тел // Исследования по распределению радиоволн. — 1948. — Сб. II, с. 5 — 12.
- Ли Э.Б., Маркус Л. Основы теории оптимального управления. — М.: Наука, 1972.
- Лионе Ж. — Л. Оптимальное управление системами, описываемыми уравнениями с частными производными. — М.: Мир, 1972. — 416 с.
- Лурье К.А. Оптимальное управление в задачах математической физики.1. М.: Наука, 1975, —478 с.
- Лыков A.B. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. — 600 с.
- Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. — М.: Наука, 1980.535 с.
- Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. — М.: Наука. Физмалит, 1970. — 512 с.
- Михлин С.Г. Лекции по линейным интегральным уравнениям. — М.: Госуд. изд. физико-матем. лит., 1959. — 232 с.
- Моисеев H.H. Элементы теории оптимальных систем. — М.: Наука, 1975. — 526 с.
- Морозкин Н.Д. Оптимальное управление процессами нагрева с учетом фазовых ограничений. — Уфа: Башкирский госуд. ун-т, 1997. — 114 с.
- Морозкин Н.Д. Оптимальный по быстродействию нагрев массивных тел с учетом фазовых ограничений // Математическое моделирование, 1995, Т. 7, № 5, с. 86 — 96.
- Морозкин Н.Д. О сходимости конечномерных приближений в задаче оптимального одномерного нагрева с учетом фазовых ограничений // ЖВМ и МФ, 1996, № 10, с. 12 — 22.
- Нейман Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах. — Л.: Гостехиздат, 1949. — 190 с.
- Немков B.C., Демидович В. Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. — Л.: Энергоатомиздат, 1988. — 280 с.
- Никольский В.В., Никольский Т. И. Декомпозиционный подход к задачам электродинамики. — М.: Наука, 1983. — 304 с.
- Никольский С.М. Приближение функций многих переменных и теоремы вложения. — М.: Наука, 1969. — 480 с.
- Орлов Ю.В. Теория оптимальных систем с обобщенными управлениями. — М.: Наука, 1988. — 192 с.
- Ортега Дж., Рейнболдт. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многими неизвестными. — М.: Мир, 1975. — 560 с.
- Понтрягин Л.С. и др. Математическая теория оптимальных процессов. — М.: Наука, 1976. — 332 с.
- Павлов H.A. Инженерные тепловые расчеты индукционных нагревателей. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1978. — 120 с.
- Павловский Ю.Н. Проблема декомпозиции в математическом моделировании // Математическое моделирование, 1991, Т. 3, № 4, с. 93 — 122.
- Первозванский A.A., Гайцгорн В. Г. Декомпозиция, агрегирование и приближенная оптимизация. — М.: Наука, 1979. — 344 с.
- Плотников В.Н. Необходимые и достаточные условия оптимизации и условия единственности оптимизируемых функций для управляемых систем общего вида // Известия АН СССР. Серия «Математика», 1972, Т. 36, № 6, с. 652 — 679.
- Подстригач Я.С., Бурак Я. Н., Гачкевич А. Р., Чернявская Л. В. Термоупругость электропроводных тел. — Киев: Наукова думка, 1977. — 247 с.
- Пшеничный Б.Н. Выпуклый анализ и экстремальные задачи. — М.: Наука, 1980. —320 с.
- Рапопорт Э.Я. Оптимизация процессов индукционного нагрева металла. — М.: Металлургия, 1993. — 279 с.
- Рапопорт Э.Я. Задача равномерного приближения при оптимизации распределенной системы, описываемой уравнениями параболического типа // Сибирский математический журнал. — 1982. — Т. 23, № 5. — с. 168 — 191.
- Рапопорт Э.Я. Подвижное управление в задачах оптимизации индукционного нагрева металла // Управление распределенными системами с подвижным воздействием. — М.: Наука, 1979. — с. 82 — 92.
- Рыкалин H.H., Зуев И. В., Углов A.A. Основы электронно-лучевой обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1978. — 240 с.
- Самарский A.A., Вабищевич П. Н. Численные методы решения задач конвекции — диффузии. — М.: Эдиториал УССР, 1999. — 248 с.
- Самарский A.A., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. — М.: Наука, 1978, —591 с.
- Сарнецка В. Исследование управляемости электротепловой СВЧ-системы с распределенными параметрами на основе аппроксимативногометода итерационной линеаризации // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1999, № 1, с. 77 — 89.
- Сарнецка В. Исследование устойчивости решения параболического уравнения по возмущению начального состояния методом функций Ляпунова // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1999, № 1, с. 90 — 101.
- Свенчанский А.Д. Электрические промышленные печи. — М.: Энергия, 1976. —384 с.
- Свешников А.Г. Прямые и обратные задачи электродинамики // Проблемы математической физики и вычислительной математики. — М.: Наука, 1977, с. 287 — 298.
- Сиразетдинов Т.К. Устойчивость систем с распределенными параметрами. — Новосибирск: Наука. Сибирское отд-ние, 1987. — 231 с.
- Сиразетдинов Т.К. Оптимизация систем с распределенными параметрами. — М.: Наука, 1977. — 480 с.
- Слухоцкий А.Е., Рыскин С. Е. Индукторы для индукционного нагрева. — JL: Энергия. Ленингр. отделение, 1974. — 264 с.
- Соболь И.М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров задаче со многими критериями. — М.: Наука. 1981. — 110 с.
- Соловьев В.Н. О численном решении некоторых задач индукционного нагрева цилиндрических образцов токами высокой частоты // Вестник Московского госуд. ун-та, Серия 15. Вычислительная математика и кибернетика, 1993, № 3, с. 40 — 46.
- Тихонов А.Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач: Учебн. пособия для вузов. — М.: Наука. Физмалит, 1979. — 285 с.
- Тихонов А.Н., Кальнер В. Д., Гласко В. Б. Математическое моделирование технологических процессов и метод обратных задач в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1990. — 264 с.
- Тихонов А.Н., Леонов A.C., Ягола А. Г. Нелинейные некорретные задачи. — М.: Наука. Физмалит, 1995. — 312 с.
- Тозони O.B. Метод вторичных источников в электротехнике. — М.: Энергия, 1975. — 296 с.
- Управление динамическими системами в условиях неопределенности / С. Т. Кусимов, Б. Г. Ильясов, В. И. Васильев и др. — М.: Наука, 1988. — 452 с.
- Установки индукционного нагрева: Учебное пособие для вузов / А. Е. Слухоцкий, B.C. Немков, H.A. Павлов, A.B. Бамунэр. — JL: Энерго-атомиздат, Ленингр. отд-ние, 1981. — 328 с.
- Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику: Учебн. пособие для вузов. — М.: Изд-во Моск. физ. — техн. ин-та, 1994. — 528 с.
- Федоренко Р.П. Приближенное решение задач оптимального управления. — М.: Наука, 1979. — 488 с.
- Хейгеман Л., Янг Д. Прикладные итерационные методы. — М.: Мир, 1986. — 442 с.
- Черноусько Ф.Л., Баничук В. П. Вариационные методы механики и управления. — М.: Наука, 1973.
- Чубаров Е.П. Управление системами с подвижными источниками воздействия. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 288 с.
- Breinmaker Professional. Neural Network Simulation software. User Guide Reference Manual. — Nevada City: California scientific Software, 1995.
- Chandrashekhara K.A. A note on the analysis of finite solid cilinder // AIAA Joutnal, 1969. V. 7, № 6, p. 1161 — 1163.
- Gorbatkov S.A., Nikitin A.V., Sarnecka W. Constructive methods of optimal control of non-linear heating processes of ferro- and paramagnetic bodies in elek-tromagnetic field // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1999, № 1, с. 22 — 31.
- Grzywaczewski М., Gorbatkov S.A., Nikitin A.V. Local principe of a maximum in problem of conducting body heating in an elektromagnetic field // Электродинамика и техника СВЧ и КВЧ, 1997, Т. V, вып. 2 (18), с. 138 — 151.
- Grzywaczewski М., Gorbatkov S.A. Optimal Control in the Process of Induction Heating // Simposium «System — Modelling — Control» (April — May 1998, Zakopane, Poland): Prosidings, p.
- Grzywaczewski M., Gorbatkov S.A.Nieregularne punkty fazowe przy optymal-nym sterowaniu procesem nagrzewania indukcijnego // XII Krajowa Konferencja Automatiki (Gdynia, 6 — 8 wrzesnia 1994, Poland). — Gdynia: Wyzsza Skola Morska, 1994. — P. 596 — 602.
- Pachpatte b.G. Monotonne method for noulinear system of equation arising in reactor dynamics // Math. Semin. Notes. Kobe Univ. 1982. 10, N 2/2. P. 721 — 732.
- Reichert K.A. Numerical Methods to Calculate Induction Heating Installations // Electrowarme INT. — 1968. — V. 26, p. 113 — 123.
- Sattinger D.H. A monotonne method for noulinear elliptic and parabolic problems // Indiana Univ. Math. I. 1972. V. 21. P. 979 — 1000.
- Schulze D. Modellierung und Steurerung induktiver Erwarmungsprozesse, 1984, 256 s. — Ilmenau: Technische Hochschule, Diss. В.
- Handbook of Intelligent Control: Neural, Fuzzy and Adaptive Approaches / (Ed/: David A — Write. Donald a — Sofge): Van Nostrand Reinbrold, № 4, 1992. — 558 p.
- Hageman L.A., Young D.M. Applied Iterative Methods. — New York: Akademie Press, 1981.
- Hitzschke R.-P., Schulze D. Berechnung van Zeitplansteurungen fur induktive Erwarmungs — sprozesse // Elektrowarme international, 48 (1990). B4, p. 192 — 198.