Ακρότατα'Συναρτησιακών'μίας' Συνάρτησης:'Πρόβλημα+ +4α'

Σχετικά έγγραφα
Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

Βέλτιστος Έλεγχος μέσω Λογισμού των. Μεταβολών ( )


Π Ο Λ Ι Τ Ι Κ Α Κ Α Ι Σ Τ Ρ Α Τ Ι Ω Τ Ι Κ Α Γ Ε Γ Ο Ν Ο Τ Α

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1. Το διάστημα x που διανύει ένα κινητό σε χρόνο t sec είναι :

2. Μια παραγωγίσιμη συνάρτηση f(x, y, z) έχει f(x 0, y 0, z 0 ) (0, 0, 0) και μηδενικό στιγμιαίο

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙ

ÒÄÆÉÖÌÄ. ÀÒÀßÒ ÉÅÉ ÓÀÌÀÒÈÉ ÖÍØÝÉÏÍÀËÖÒ-ÃÉ ÄÒÄÍÝÉÀËÖÒÉ ÂÀÍÔÏËÄÁÄÁÉÓÈÅÉÓ ÃÀÌÔÊÉ- ÝÄÁÖËÉÀ ÀÌÏÍÀáÓÍÉÓ ÅÀÒÉÀÝÉÉÓ ÏÒÌÖËÄÁÉ, ÒÏÌËÄÁÛÉÝ ÂÀÌÏÅËÄÍÉËÉÀ ÓÀßÚÉÓÉ

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ. Εµβαδά., x 1 x f

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-215: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς Εαρινό Εξάµηνο 2013 ιδάσκων : Π.


Λύσεις ασκήσεων 6. Οι συντελεστές του αναπτύγματος υπολογίζονται ως εξής: = y( ( 1) = 2 L. L n. = 0 Αναζητούμε αρμονική λύση για y(x) λόγω ΣΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΓΕΛ 2019

Α Ρ Ι Θ Μ Ο Σ : 6.913

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

Το Πρόβλημα Ελευθέρων Αρχικών & Τελικών: Χρόνου & Οριακών Συνθηκών

. Σήματα και Συστήματα

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 28 ΜΑΪΟΥ 2012

ΙΙ. b) Μιγαδικό ολοκλήρωμα

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Εισαγωγή στο Λογισμό των Μεταβολών : Βελτιστοποίηση σε Πεπερασμένες Διαστάσεις


Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Τρίτη 10 Απριλίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

2. Α ν ά λ υ σ η Π ε ρ ι ο χ ή ς. 3. Α π α ι τ ή σ ε ι ς Ε ρ γ ο δ ό τ η. 4. Τ υ π ο λ ο γ ί α κ τ ι ρ ί ω ν. 5. Π ρ ό τ α σ η. 6.

Άσκηση 2: Y=BX+C. Λύση:

για κάθε x 0. , τότε f x στο Απάντηση είναι εσωτερικό σημείο του Δ και η f παρουσιάζει σ αυτό τοπικό μέγιστο, υπάρχει 0 τέτοιο, ώστε (x , ισχύει

ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) Α1.i. Να διατυπώσετε το θεώρημα ενδιαμέσων τιμών (Μονάδες 2) και στη

Έλεγχος «Ελάχιστης Ενέργειας»

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 10: Γραμμικά Φίλτρα. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Πανελλαδικές εξετάσεις Μαθηµατικά Προσανατολισµού Γ Λυκείου. Ενδεικτικές Απαντήσεις ϑεµάτων. Θέµα Β. (α) ϑεωρία. (ϐ) i, ii) ϑεωρία.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1 Σχολικό βιβλίο σελ Α2 Σχολικό βιβλίο σελ. 28 Α3. α σωστό, β σωστό, γ λάθος, δ λάθος, ε σωστό. ΘΕΜΑ Β

Εκπαιδευτικός Οµιλος ΒΙΤΑΛΗ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 5: Γραφική Μέθοδος Υπολογισμού του Συνελικτικού Ολοκληρώματος. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Έλεγχος «Ελάχιστης Ενέργειας»

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 8. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

() min. xt δεν έχει μετασχηματισμό LAPLACE () () () Αν Λ= το σήμα ( ) Αν Λ, έστω σ. Το σύνολο μιγαδικών αριθμών. s Q το ολοκλήρωμα (1) υπάρχει.

Διαφορικές εξισώσεις 302.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ., στο οποίο όμως η f είναι συνεχής. Αν η f x

Ενότητα 11: Βέλτιστος Έλεγχος με φραγμένη είσοδο - Αρχή ελαχίστου του Pontryagin. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Inflation and Reheating in Spontaneously Generated Gravity

ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ

Αναβατόριο με διπλή τροχαλία.

Επαναληπτικά Θέματα Μαθηματικών Γ Λυκείου Κατεύθυνσης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ και ΣΗΜΑΤΩΝ Σ.Δ. Φωτόπουλος 1/22

Γ1. Να μελετήσετε την f ως προς τη μονοτονία και να αποδείξετε ότι το σύνολο τιμών της είναι το διάστημα (0, + ).

MATLAB. Εισαγωγή στο SIMULINK. Μονάδα Αυτόματης Ρύθμισης και Πληροφορικής

S T (x) = exp. (α) m n q x = m+n q x m q x. (β) m n q x = m p x m+n p x. (γ) m n q x = m p x n q x+m. tp x = S Tx (t) = S T (x + t) { x+t

(ii) x[y (x)] 4 + 2y(x) = 2x. (vi) y (x) = x 2 sin x

α) f(x(t), y(t)) = 0,

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών. Σήματα. και. Συστήματα

ΓΕΝΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΤΕΡΓΙΟΥΛΑΣ. Μέρος 2ο ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

Ενότητα 4: Εισαγωγή στο Λογισμό Μεταβολών. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

A. Να αποδείξετε ότι, αν μία συνάρτηση f είναι παραγωγίσιμη σ ένα σημείο x 0, τότε είναι και συνεχής στο σημείο αυτό. Μονάδες 8

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II

Κανόνας της αλυσίδας. J ανοικτά διαστήματα) ώστε ( ), ( ) ( ) ( ) fog ' x = f ' g x g ' x, x I (2)

y = u i t 1 2 gt2 y = m y = 0.2 m

Ενότητα 8: Συναρτησιακά καμπύλων οι οποίες υπόκεινται σε δεσμούς. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

α. y = y x 2 β. x + 5x = e x γ. xy (xy + y) = 2y 2 δ. y (4) + xy + e x = 0 η. x 2 (y ) 4 + xy + y 5 = 0 θ. y + ln y + x 2 y 3 = 0 d 3 y dy + 5y

ΣΕΙΡΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ FOURIER. e ω. Το βασικό πρόβλημα στις σειρές Fourier είναι ο υπολογισμός των συντελεστών c

103 Α Α Α % Α , ,

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

< h < +. σ (t) = (sin t + t cos t, cos t t sin t, 3), σ (t) = (2 cos t t sin t, 2 sin t t cos t, 0) r (t) = e t j + e t k. σ (t) = 1 2 t 1 2 k

Ταλαντώσεις 6.1 Απλή Αρµονική Ταλάντωση σε µία ιάσταση Ελατήριο σε οριζόντιο επίπεδο Σχήµα 6.1

Πανελλαδικές εξετάσεις 2015

ΕΥΤΕΡΑ 27 ΜΑΪΟΥ 2013 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Δυναμική Μηχανών I. Εισαγωγή στον Υπολογισμό της Χρονικής. Απόκρισης Δυναμικών Εξισώσεων

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Θέματα. Α1. Έστω μια συνάρτηση f παραγωγίσιμη σ ένα διάστημα (, ), με εξαίρεση ίσως ένα σημείο του x

Α ,8% Α Α ,1% Α ,9% Α Α ,4% Page 1 of 8

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

( ) = Ae + ω t + Be ω t ασταθές σημείο ισορροπίας ( ) = Asin( ωt) + Bcos( ωt) ευσταθής ισορροπία

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΑΥΤΟΜΑΤΟ ΕΛΕΓΧΟ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. Τρύφων Κουσιουρής

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΑ

(Σχολικό βιβλίο, σελ. 71)

r r t r r t t r t P s r t r P s r s r r rs tr t r r t s ss r P s s t r t t tr r r t t r t r r t t s r t rr t Ü rs t 3 r r r 3 rträ 3 röÿ r t

Ενότητα 2: Εισαγωγή στη Θεωρία Βέλτιστου Ελέγχου. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΗΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ. MyΤeachers.gr ΘΕΜΑΤΑ

- + Απαντήσεις. Θέμα Β Β1. Από την Cf παρατηρούμε ότι 0. f x για κάθε (0,4) συνεπώς η f είναι γνήσια αύξουσα στο [4, 5] και γνήσια φθίνουσα στο [0,4].

Επεξεργασία Πολυµέσων. Δρ. Μαρία Κοζύρη Π.Μ.Σ. «Εφαρµοσµένη Πληροφορική» Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

website:

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

f (x) g (x) για κάθε εσωτερικό σημείο x του Δ,

Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου Τελική Επανάληψη

Γραμμικό και Χρονικά Αμετάβλητο Σύστημα σε καθοριστική και τυχαία πρόκληση (8.1.3)

Δυναμική Μηχανών I. Εισαγωγική Ανάλυση και Γραμμικοποίηση. Μη-Γραμμικών Δυναμικών Εξισώσεων

= R {x συν x = 0} ισχύει: 1 ( εφ x)' = συν

A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 B 3

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΜΑ Α

2. Η μέθοδος του Euler

x R, να δείξετε ότι: i)

Transcript:

Ακρότατα'Συναρτησιακών'μίας' Συνάρτησης:'Πρόβλημα+ +4α' Τελικόςχρόνοςt f «ελεύθερος»0τελικήτιμήxt f ) «ελεύθερη»:ασυσχετιστα' Ηεύρεσητουακροτάτουσυνάρτηση)γίνεταιμετηνεπίλυσητηςΔιαφ.Εξισ... Εξίσωση'Euler'...καιοισταθερέςολοκληρώσεωςθαπροκύψουναπότηνικανοποίησητων... Οριακές'Συνθήκες' Δηλαδη KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 48

Ακρότατα'Συναρτησιακών'μίας' Συνάρτησης:'Πρόβλημα+ +4b' Τελικόςχρόνοςt f «ελεύθερος»0τελικήτιμήxt f ) «ελεύθερη»:συσχετιzomena' π.χ.τοπρόβλημαμετη«κινούμενησελήνη» ΗεύρεσητουακροτάτουγίνεταιμετηνεπίλυσητηςΔιαφορικήςΕξισώσεως... Εξίσωση'Euler'...καιοισταθερέςολοκληρώσεωςθαπροκύψουναπότηνικανοποίησητων... Οριακές'Συνθήκες' Οσυσχετισμόςτελικήςτιμήςκαιτελικούχρόνουείναιτηςμορφής KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 49

Ακρότατα'Συναρτησιακών'μίας' Συνάρτησης:'Πρόβλημα+ +4b' Παράδειγμα:Ναευρεθείησυνάρτησηxt)πουείναιακρότατοτου συναρτησιακού.καιξεκινάαπότηναρχήτωναξόνων καικαταλήγειστηνκαμπύλη Λύση:Euler ' ' ' ' KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 50

Ακρότατα'Συναρτησιακών'πολλών' Συναρτήσεων' Θέλουμεναβρούμετηναναγκαίασυνθήκηπουπρέπειναικανοποιείταιαπόένα ακρότατοτουσυναρτησιακού όπου οαρχικόςχρόνοςt 0 καιαρχικήτιμήxt 0 )=x 0 είναικαθορισμένακαι οτελικόςχρόνοςt f καιτελικήτιμήxt f )=x f είναι«ελέυθερα»ακαθόριστα). Όπωςκαιγιατηπερίπτωσημίαςσυνάρτησης,απότηνολικημεταβολήΔJx) οδηγούμαστεστηνπρώτημεταβολήδjx)καιεφαρμόζονταςτοακρογωνιαίο' Θεώρημα'Λογισμού'των'Μεταβολών... T T T

Ακρότατα'Συναρτησιακών'πολλών' Συναρτήσεων' g x, g Νασημειωθείότιστιςπροηγούμενεςκαιεπόμενες)σχέσειςταείναιnT!x διάστατα'διανύσματα. Αποδεικνύεταιότιηπαραπάνωσχέση,καιστηνn0διάστατηπερίπτωση,οδηγεί στιςαντίστοιχεςn+1'σχέσεις Εξίσωση'Euler' T Οριακές'Συνθήκες' T Όπωςκαιστημονοδιάστατη,ανάλογαμετιςτελικέςοριακέςσυνθήκεςοι παραπάνωσχέσειςεξειδικεύονταιόπωςφαίνονταιστονεπόμενοπίνακα: KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 52

Ακρότατα'Συναρτησιακών' πολλών'συναρτήσεων' T T +' KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 53

Παράδειγμα:'καθορισμένα'οριακά' σημεία' Example4.302KIRK Example4.303KIRK KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 54

Παράδειγμα:'καθορισμένα'οριακά' σημεία'συνεχ.)' Example4.302KIRK Example4.303KIRK KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 55

Παράδειγμα:'Ελεύθερα'μερικώς)' οριακά'σημεία' Example4.302KIRK Example4.303KIRK KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 56

Παράδειγμα:'Ελεύθερα'μερικώς)' οριακά'σημεία'συνεχ.)' E Example4.303KIRK KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 57

Παράδειγμα:'Ελεύθερα'μερικώς)' οριακά'σημεία'συνεχ.)' Since c 3 =0 KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 58

Ασκήσεις'εξάσκησης'για'το'σπίτι' c KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 59

Παράδειγμα' late KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 60

Παράδειγμα' late Τ g!x t=t f =2 = 0 KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 61

Παράδειγμα' late g x t),!x t),t ) g!x Τ!x t=t f = 0 x t ) f = z f = 5 KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 62

Βέλτιστος'Έλεγχος'μέσω'Λογισμού'των' ) Μεταβολών' Εστωσύστημαμεt!x t) = a x t),u t),t 0, xt 0 )καθορισμένα.ζητείταιηεύρεση κατάλληληςσυνάρτησηςελέγχουu*t)που,παράγονταςτητροχιάx*t)μέσωτης παραπάνωδετουσυστήματος,αντιστοιχείσεακρότατητιμήτουσυναρτησιακού Στοσυναρτησιακό, τοολοκλήρωμααντιστοιχείστηνδιαδικασίατηςπορείαςτουσυστήματοςμεταξύ[t 0, t f ]ενώ ησυνάρτησηhxt f ), t f ) εξαρτάταιμόνοαπότηντελικήκατάστασηκαιχρόνο. Ποιέςείναιοιαντιστοιχεςσυνθηκεςπουμαςοδηγούνστηνεύρεσητου ακροτάτου? Παρατηρούμεότι οπότετοσυναρτησιακόγίνεται Επειδήτοhxt 0 ), t 0 ) είναιανεξάρτητοτηςβελτιστοποίησηςεξαρτάταιμόνοαπό ταxt 0 ), t 0 πουείναιπροκαθορισμένα)μπορούμεναασχοληθούμεμετηνεύρεση ακροτάτωνγιατο Ανδε,εφαρμόσουμετον«κανόνα%της%αλυσίδας» KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 63

Βέλτιστος'Έλεγχος'μέσω'Λογισμού'των' Μεταβολών' ΟιΔΕ'του'συστήματος'εισάγονταιωςισοτικοί'περιορισμοί'μέσωτωνπολ/στών+ Lagrange+πουάν«δομηθούν»μετημορφήτουδιανύσματος T ως p t) = p 1 t) p 2 t)! p n t) Ορίζοντας Καταλήγουμεστογνώριμο)πρόβλημαευρεσηακροτάτωνγιατοσυναρτησιακό Aνακολουθήσουμετηγνωστήτακτικήεύρεσηςολικήςκαιπρωτηςμεταβολήςμε βασητιςμεταβολέςκαιότιδενεμφανίζονταιταστοέχουμε δ x,δ!x,δu,δ p!u,!p g a + KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 64 ) + +

Βέλτιστος'Έλεγχος'μέσω'Λογισμού'των' Μεταβολών' + + + ΑνληφθείυπόψηημορφήτηςκαιτοΑκρογωνιαίο'Θεώρημα'Λογισμού' g a των'μεταβολώνλαμβάνουμεμίασειράαπόεξισώσειςαλγεβρικέςκαι διαφορικές)πουπρέπειναικανοποιούνταεπιζητούμεναακρότατα.δηλαδη Εξισώσεις'κατάστασης' KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 65 ) Εξισώσεις'«Συγκατάστασης»'CoTstate'Equafons)' Εξισώσεις'Ελέγχου' Οριακές'Εξισώσεις' KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 65

Βέλτιστος'Έλεγχος'μέσω'Λογισμού'των' Μεταβολών' ΑνστaπαραπάνωεισάγουμετηνέννοιατηνΧαμιλτονιανήςήΣυνάρτησης' Pontryagin' Οιπροηγούμενεςεξισώσειςγίνονται Εξισώσεις'κατάστασης' Εξισώσεις'«Συγκατάστασης»'CoTstate'Equafons)' Εξισώσεις'Βελτίστου'Ελέγχου' Οριακές'Εξισώσεις' Όπωςκαιστηπροηγούμενηθεώρησηβελτιστοποίησησυναρτησιακούχωρίς ισοτικούςπεριορισμούς),ανάλογαμετιςτελικέςοριακέςσυνθήκες,οιπαραπάνω σχέσειςεξειδικεύονταιόπωςφαίνονταιστονεπόμενοπίνακα: KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 66

Βέλτιστος'Έλεγχος' μέσω'λογισμού'των' Μεταβολών' Αντικατάστασηστις Οριακές'Εξισώσεις' 3. 4. 5. KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 67

ΠαράδειγμαT1' Ξ Solufon' u t) = p 2 t) KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 68

ΠαράδειγμαT1' Solufon' KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 69

ΠαράδειγμαT1' ΕξισώσειςΚαταστασης,x0)=0ΕξισώσειςΣυγκατάστασης: Solufon' h x x 2 )) p 2) = 0 p 2 ) = x 2) 5 2 T KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 70

ΠαράδειγμαT2' Αναζητουμετονβέλτιστοσχεδιασμότου προφυλακτήρακατάτησύγκρουση Θεωρούμεωςείσοδοτηδύναμηαπότοπροφυλακτήρακαιτομοντελλο: x 1 = y x 2 =!y Μεyτηνμετατόπισηαπότηστιγμήτηςπροσκρουσηςκαιμετά.Οιλειτουργικές προδιαγραφέςείναι: Ηέννοιατου«βελτιστου»υλοποιείταιμέσωελαχιστοποίησηςενόςκριτηρίου t f =1 λειτουργικήςαπόδoσης ΛΥΣΗ:Οιεξισώσειςκατάστασης t i = 0 t f = 1 yt i ) = 0, y t i ) = 4 yt f ) = free, y t f ) = 0 J = 1 2!x 1 = x 2!x 2 = F m = u οπότεωςείσοδοςuελήφθηηαναμονάδαμάζαςδύναμηκαιτοκριτήριο 1 λειτουργικήςαπόδωσηςγίνεται J u t i =0!!y 2 t) dt ) = 1 2 u2 t 0 ) dt KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 71

ΠαράδειγμαT2' ΘεωρούμετηνΧαμιλτονιανή ΗεξίσωσηΒελτίστουΕλέγχουείναιοπότε u x,u, p Οιεξισώσειςσυγκατάστασης Οιεξισώσειςκατάστασηςείναι Οιοριακέςσυνθήκεςείναι t=0: x 1 0 t=1: x 2 1 H x,u, p) = 1 2 u2 + p 1 x 2 + p 2 u H u = H ) = 0 = u + p 2 u = p 2!p 1 = H = 0 p 1 t) = c 1 x 1!p 2 = H = p 1 = c 1 p 2 x 2 ) = 0 c 4 = 0 x 2 0) = 4 c 3 = 4 ) = 0 c 2 + c 3 = 0 c 2 = 4 x 1 1) : free h x 1 p 1!x 2 = H = p 2 = c 1 t c 2 x 2 p 2 H = H x,u, p ) = 1 2 p 2 t) = c 1 t + c 2 ) 2 + p 1 x 2 t) = c 1 2 t 2 c 2 t + c 3!x 1 = H = x 2 = c 1 p 1 2 t 2 c 2 t + c 3 x 1 t) = c 1 6 t 3 c 2 2 t 2 + c 3 t + c 4 )) p 1 1) = 0 p 1 1) = 0 c 1 = 0 x 1 x 1 t) = 2t 2 + 4t x 2 t t ) = 4t + 4 ) = 0 p 2 t) = 4 u t) = p 2 t) = 4 KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 72

ΠαράδειγμαT2' Στοσχήμαφαίνονται: Οιβέλτιστεςαποκρίσειςκαι Οέλεγχος Απόκατασκευαστικήςσκοπιάςείναισημαντικόναδιερευνηθείανοαπαιτούμενος «σταθερόςέλεγχος»δύναμηαντίστασης)μπορείναυλοποιηθείμεπαθητικήή είναιαπαραίτητηηενεργητικήδιάταξη. KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 73

ΠαράδειγμαT3' Σεορισμένεςπεριπτωσεις,πουέχουμεμειώσειςτηςγωνιακήςταχυτητας γεννητριών,θέλουμενατηνεπαναφέρουμεστονελάχιστοδυνατόχρόνοστην επιθυμητήγωνιακήταχύτητα,προσέχονταςταυτόχροναναμηασκήθειαπότομα μεγάληροπήστηνάτρακτοτουρότορα.τοσύστημαπεριγράφεταιαπότην: T = B ω + J dω dt ΑνΒ = J = 1,ηκατάστασηx = ω καιηείσοδοςu = T,τότε: Οριακέςσυνθήκεςαπλουστευμένηπερίπτωση)x0) = 0καιxt f ) = 10,t f :free Επιθυμούμε:!x = x + u Ημετάβασηx0) = 0 xt f ) = 10ναγίνειστονελάχιστοδυνατόχρόνοt f,και ταυτόχροναναμηασκήθειαπότομαμεγάληροπήστηνάτρακτοτουρότοραδηλαδήνα διατηρηθείηαπόλυτητιμήτηςεπιτάχυνσηςσεχαμηλάεπίπεδα.!ω =!x = x + u ΕπομένωςμπορούμεναυιοθετήσουμεέναΔείκτηΛειτουργικήςΑπόδωσης J u) = γ t f + 1 2 t f 0 u x) 2 dt όπουγ«επιβάλλει»τησχετικήβαρύτηταμεταξύτων2«επιθυμιών»μας. KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 74

ΠαράδειγμαT3' ΛΥΣΗ: 1 H x,u, p = ) u x )2 + p u x ) ΘεωρούμετηνΧαμιλτονιανή H H 2 Eξίσ.ΒελτίστουΕλέγχου:οπότε = x,u, p ) = 0 = u x + p u = x p u u 1 2 H = H x,u, p ) = p ) 2 Εξισ.Συγκατάστασης: H! = p = 0 p t ) = c1 x Εξισ.βέλτιστηςτροχιάς)κατάστασης: H x! = = p = c1 x t ) = c1 t + c0 p Οιοριακέςσυνθήκεςείναι h x t ),t ) t t=0: x 0 ) = 0 c0 = 0 x t ) = c1 t t f : free H + γ t=1: x t f = 10 c1 t f = 10 ) f ) tf f 2 1 = 0 p ) + γ = 0 c1 = ± 2γ 2 t Γιαναλάβουμεχρόνοtfθετικόπρέπειc1 < 0,επομένως c1 = 2γ f x t ) = 2γ t p t ) = 2γ u t ) = x t ) p t ) = 2γ t + 1) KostasJ.Kyriakopoulos0Σ.Α.Ε.ΙΙ 75