Параллельное вычисление оценки приближенно оптимальных управлении
Автор: Фесько Олесь Владимирович
Статья в выпуске: 46 (305), 2012 года.
Бесплатный доступ
Предложен метод расчета априорной оценки на основе достаточных условий оптимальности Кротова, позволяющей судить о качестве приближенного решения, полученного в ходе работы программы улучшения управления для задач оптимизации динамических систем. Метод реализован в виде параллельного алгоритма, являющегося частью программного комплекса оптимизации динамических систем на множествах кусочно-постоянных и кусочно-линейных управлений. Представленная процедура, кроме того, используется на этапе поиска начального управления при решении задач оптимального управления. Применение алгоритма и анализ эффективности его распараллеливания в рамках системы параллельного программирования с открытой архитектурой OpenTS демонстрируется в вычислительных экспериментах на примерах решения задач об оптимизации бифункциональной каталитической смеси и оптимального производства белка в биореакторе.
Оптимальное управление, достаточные условия оптимальности кротова, оценка управления, параллельный алгоритм
Короткий адрес: https://sciup.org/147160461
IDR: 147160461 | УДК: 004.42,
A parallel approach to estimation of the approximate optimal control
In this paper the method for computing a priori estimates of the approximate optimal control based on the Krotov sufficient conditions for optimality is considered. These estimates provide us with information about the quality of the approximate optimal solution obtained by applying the improvement control procedure. The method is implemented in the form of a parallel algorithm and may be used at the stage of finding out initial control. This algorithm is an essential part of the developed software package intended for optimization of controllable dynamical systems with piecewise constant and piecewise linear control. We also consider the scalability of the parallel algorithm in the OpenTS parallel programming system for bifunctional catalyst blend optimization problem and production of secreted protein in a fed-batch reactor problem.
Список литературы Параллельное вычисление оценки приближенно оптимальных управлении
- Кротов, В.Ф. Методы и задачи оптимального управления/В.Ф. Кротов, В.И. Гурман. -М.: Наука, 1973. -216 с.
- Фесько, О.В. Алгоритм поиска кусочно-линейного управления с нефиксированными моментами переключений/О.В. Фесько//Вестник Бурятского государственного университета, сер. Математика и информатика. -2011. -№ 9. -С. 52-56.
- Фесько, О.В. Программный комплекс поиска оптимальных управлений на множествах простой структуры/О.В. Фесько//Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ2011): Труды международной научной конференции. -2011. С. 712.
- Фесько, О.В. Параллельный алгоритм оптимизации динамических систем на множестве кусочно-линейных управлений/О.В. Фесько//Вестник Бурятского государственного университета, сер. Математика и информатика. -2010. -№ 9. -С. 79-87.
- Гурман, В.И. Принцип расширения в задачах управления/В.И. Гурман. -М.:Наука-Физматлит, 1985.
- Трушкова, Е.А. Оценка приближенно оптимальных решений на основе преобразований модели объекта/Е.А. Трушкова.//Вестник Бурятского государственного университета, сер. Математика и информатика. -2011. -№ 9. -С. 47-51.
- Moskovsky, A. Parallelism Granules Aggregation with the T-system/A. Moskovsky, V. Roganov, S. Abramov//9th International Conference on Parallel Computing Technologies. LNCS 4671. -2007. -P. 293-302.
- Luus, R. Multiplicity of Solutions in the Optimization of a Bifunctional Catalyst Blend in a Tubular Reactor/R. Luus, J. Dittrich, F.J. Keil//Can. J. Chem. Eng. 70. -1992. -P. 780-785.
- Park, S. Optimal Production of Secreted Protein in Fed-batch Reactors/S. Park, W.F. Ramirez//AIChE J. 34. -1988. -P. 1550-1558.
- Luus, R. Iterative Dynamic Programming/R. Luus. -Boca Raton: Chapman and Hall/CRC, 2000.
