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Canonical对偶理论在非线性规划和最优控制中的应用

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目录

文摘

英文文摘

第1章 引言

1.1 全局优化问题概述

1.2 最优控制问题概述

1.3 文章基本结构

第2章 Canonical对偶方法的理论基础

2.1 对偶理论的研究背景

2.2 二次规划问题

第3章 球体约束的非线性优化的Canonical对偶方法

3.1 球体约束的非线性优化问题

3.2 Canonical对偶函数

3.2.1 KKT方程

3.2.2 Canonical对偶函数及其局部刻画

3.2.3 KKT对偶关系

3.3 凸乘子和全局最小点

3.4 关于凸乘子的进一步讨论

3.5 例子

第四章 非线性最优解的倒向微分方程解法

4.1 Canonical对偶函数的构造

4.2 全局最优性的一个充分条件

4.3 球上非凸二次规划的最优解

4.4 球上一般非凸全局优化的倒向微分方程解法

4.5 例

第5章 Canonical对偶方法在最优控制中的应用

5.1 非线性最优控制的粘性数值解

5.2 算法

5.3 应用粘性解方法的实践

5.4 应用最优控制粘性解求解凹函数的全局优化

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录 A Matlab程序

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

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摘要

本文研究全局优化问题和最优控制问题。
   本文利用Canonical对偶理论和常微分方程的经典理论,研究球体约束下的非凸函数的全局优化问题。引入常微分方程的解,构造Canonical对偶函数,刻画了原规划与其Canonical对偶问题之间的对偶关系,并给出Canonical凸乘子定义,得到了球体约束下的非线性优化的全局最优解的判别条件及相关结果。同时尝试运用倒向常微分方程进行求解。
   另外,本文在利用Hamilton-Jacobi-Bellman方程的粘性数值方法求解一类最优控制问题时,应用Canonical对偶方法求解由Pontryagin原理导出的极值子问题,改善了原算法的计算效果。同时利用优化问题和控制问题的等价转换机制,对一类不存在Canonical凸乘子的全局优化问题进行数值求解。

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