Tối ưu hóa tham số của động lực học phản ứng phi tuyến điều khiển số sử dụng phương trình chức năng kiểu Zubov

Journal of Mathematical Chemistry - Tập 38 - Trang 467-487 - 2005
Nguyen Huynh1, Nikolaos Kazantzis1
1Department of Chemical Engineering, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, USA

Tóm tắt

Công trình này nhằm phát triển một phương pháp hệ thống để lựa chọn tối ưu các tham số của động lực học phản ứng phi tuyến điều khiển số. Ngoài các yêu cầu về hiệu suất truyền thống đối với động lực học của phản ứng được điều khiển như tính ổn định, điều chỉnh nhanh và mượt mà, khả năng loại bỏ nhiễu, v.v., tính tối ưu được yêu cầu với một hiệu suất có ý nghĩa vật lý. Giá trị của chỉ số hiệu suất được tính toán một cách phân tích thông qua việc giải một phương trình chức năng giống như Zubov và trở nên được tham số hóa một cách rõ ràng theo các tham số của bộ điều khiển số. Một thuật toán tối ưu hóa tĩnh tiêu chuẩn sau đó cung cấp các giá trị tối ưu cho các tham số nói trên. Trong khung công bố, các ước lượng vùng ổn định cũng được cung cấp thông qua việc giải phương trình chức năng nêu trên. Cuối cùng, một ví dụ về phản ứng hóa học phi tuyến theo động học Van de Vusse được sử dụng nhằm minh họa cho phương pháp tối ưu hóa tham số được đề xuất.

Từ khóa

#tối ưu hóa tham số #động lực học phản ứng phi tuyến #điều khiển số #phương trình chức năng #tính ổn định

Tài liệu tham khảo

J. Tóth H. Rabitz A.S. Tomlin (1997) SIAM J. Appl. Math. 57 1531 Occurrence Handle10.1137/S0036139995293294 A.N. Gorban I.V. Karlin (2003) Chem. Eng. Sci. 58 4751 Occurrence Handle10.1016/j.ces.2002.12.001 A.N. Gorban I.V. Karlin A.Y. Zinoyev (2004) Phys. Rep. 336 197 Occurrence Handle10.1016/j.physrep.2004.03.006 M.R. Roussel (1997) J. Math. Chem. 21 385 Occurrence Handle10.1023/A:1019151225744 Occurrence HandleMR1614519 P.D. Christofides (2001) Nonlinear and Robust Control of PDE systems Birkhäuser Boston I.R. Epstein J.A. Pojman (1998) An Introduction to Nonlinear Chemical Dynamics Oxford University Press New York A. Isidori (1989) Nonlinear Control Systems: An Introduction Springer Verlag New York N. Kazantzis (2003) J. Nonlin. Sci. 13 579 Occurrence Handle10.1007/s00332-003-0560-2 H. Nijmeijer A.J. Vander Schaft (1990) Nonlinear Dynamical Control Systems Springer Verlag Berlin, Germany R.E. Kalman J.E. Bertram (1960) J. Basic Eng. Trans ASME 82 371 A.E. Bryson Y.C. Ho (1975) Applied Optimal Control Taylor and Francis Bristol C.A. Floudas (1999) Deterministic Global Optimization Kluwer New York S.N. Elaydi (1999) An Introduction to Difference Equations Springer Verlag New York P.R. O’Shea (1964) IEEE Trans. Autom. Contr. 9 62 Occurrence Handle10.1109/TAC.1964.1105623 Z. Kalogiratou T.E. Simos (2003) J. Comp. Appl. Math. 158 75 Occurrence Handle10.1016/S0377-0427(03)00479-5 S.G. Margolis W.G. Vogt (1963) IEEE Trans. Autom. Contr. 8 104 Occurrence Handle10.1109/TAC.1963.1105553 N. Kazantzis (2001) Phys. Lett. A 292 107 Occurrence Handle10.1016/S0375-9601(01)00706-X N. Kazantzis C. Kravaris (2001) Syst. Contr. Lett. 42 81 Occurrence Handle10.1016/S0167-6911(00)00071-2 N. Kazantzis (2002) J. Comp. Appl. Math. 146 301 Occurrence Handle10.1016/S0377-0427(02)00362-X R.A. Freeman P.V. Kokotovic (1996) Robust Nonlinear Control Design: State-Space and Lyapunov Techniques Birkhäuser Boston R.A. Wright C. Kravaris (1992) AICHE J. 38 26 Occurrence HandleMR1144842