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【6h】

有约束的非线性系统最优控制设计及其应用

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目录

摘要

符号说明

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文的主要研究内容

第2章 有状态约束的非线性系统最优控制设计

2.1 引言

2.2 问题形成

2.3 光滑精确罚函数方法

2.3.1 无状态约束最优问题的光滑近似

2.3.2 状态约束最优问题的光滑近似

2.4 数值算法

2.5 本章小结

第3章 有控制和状态约束的非线性系统最优控制

3.1 引言

3.2 问题的形成

3.3 控制参数

3.4 精确惩罚函数方法

3.4.1 目标函数

3.4.2 收敛性结果

3.4.3 数值算法

3.5 本章小结

第4章 最优控制理论在航天器交会中的应用

4.1 引言

4.2 圆轨道上有约束的航天器交会最优控制

4.3 椭圆轨道上有约束的航天器交会最优控制

4.4 结论

总结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

声明

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摘要

在本论文中,我们考虑两类有约束的非线性系统的最优控制问题.其中一类是有状态约束的非线性系统最优控制问题,另一类为有状态和控制约束的非线性系统最优控制问题.解决这两类问题的难点在于它们分别包含状态的连续不等式约束和控制及状态连续不等式约束,这就要求系统的控制或状态在时间区间上每一时刻都满足不等式约束,这样,控制与状态的连续不等式约束就包含无穷多个不等式约束.针对这两类有约束的非线性系统最优控制问题,本文运用精确罚函数方法将它们转化为无约束的最优控制问题,运用数值算法实现它,同时证明该数值算法的收敛性.基于所获得的最优控制理论结果,将其用于解决有实际约束的最优控制的航天器交会问题,并根据仿真结果进一步改进所提出的控制设计方法.

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