一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，包括以下步骤：确定非线性系统优化算法基础，将非线性系统转化为具有时变扰动的线性系统，并确定其优化目标函数和控制律；在非线性系统优化算法基础上提出快速迭代算法：在第一次迭代中去除扰动，结合控制律获得控制变量和状态变量；在第二次迭代中，用上一次迭代的控制变量和状态变量更新原非线性系统，结合控制律得到第二次迭代的控制变量和状态变量；依次对非线性系统进行更新，最终得到迭代的优化轨迹并找到规律；建立发动机油耗模型；将提出的快速迭代算法应用于建立的发动机油耗模型，进行发动机油耗优化。本发明专利技术可以降低发动机油耗，并用较为简单的方式减少油耗优化时间。

【技术实现步骤摘要】
一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法
本专利技术涉及一种非线性优化算法，具体为一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，使用算法进行发动机油耗优化。
技术介绍
最优控制在控制工程中有着重要的影响，在航天器、导弹、卫星和工业生产中有着广泛的应用。最优控制是研究和解决从所有可能的控制方案中找到最优控制方案的问题。我们知道，时变扰动在控制系统中非常常见，如参数扰动和动态变化等，这些都会严重影响控制性能。在许多情况下，由于扰动是不可测的，因此可以先对扰动进行估计，然后根据估计的扰动设计控制器。在研究开发扰动抑制器过程中，人们做出了很多贡献。高炳钊教授等人在Anoutputregulatorwithrejectionoftime-varyingdisturbance:Experimentalvalidationonclutchslipcontrol中提出了一种不需要特定扰动形式的时变扰动最优控制方案。为了推导控制律，引入了一种新的乘子函数形式。其中目标函数是通过乘衰减因子来适应的，保证了目标函数的可积性。结果表明，所推导的控制律具有系统状态、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、确定非线性系统优化算法基础，将非线性系统转化为具有时变扰动的线性系统，并确定其优化目标函数和控制律；/n步骤二、在非线性系统优化算法基础上提出快速迭代算法：在第一次迭代中去除扰动，结合控制律获得控制变量和状态变量；在第二次迭代中，用上一次迭代的控制变量和状态变量更新原非线性系统，结合控制律得到第二次迭代的控制变量和状态变量；依次对非线性系统进行更新，最终得到迭代的优化轨迹并找到规律；/n步骤三、建立发动机油耗模型；/n步骤四、将步骤二提出的快速迭代算法应用于步骤三建立的发动机油耗模型，进行发动机油耗优化。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、确定非线性系统优化算法基础，将非线性系统转化为具有时变扰动的线性系统，并确定其优化目标函数和控制律；
步骤二、在非线性系统优化算法基础上提出快速迭代算法：在第一次迭代中去除扰动，结合控制律获得控制变量和状态变量；在第二次迭代中，用上一次迭代的控制变量和状态变量更新原非线性系统，结合控制律得到第二次迭代的控制变量和状态变量；依次对非线性系统进行更新，最终得到迭代的优化轨迹并找到规律；
步骤三、建立发动机油耗模型；
步骤四、将步骤二提出的快速迭代算法应用于步骤三建立的发动机油耗模型，进行发动机油耗优化。


2.如权利要求1所述的一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，其特征在于，所述步骤一确定非线性系统优化算法基础包括以下过程：
对于非线性系统：
将其转化为一个具有时变扰动的线性方程：
其中，x∈Rn×1和u∈Rm×1分别为状态变量和控制变量；d∈Rl×1为时变扰动；y∈Rs×1为输出变量；A∈Rn×n和Bu∈Rn×m分别为状态矩阵和控制矩阵，Bd∈Rn×l和C∈Rs×n分别为扰动矩阵和输出矩阵；
定义目标函数为：
其中，Q∈Rs×s和R∈Rm×m是正定加权矩阵；
控制律表示为系统状态、扰动及其导数的反馈形式：



Kx＝-R-1BuTP
Kd＝-R-1BuTh0′
Kdi＝-R-1BuThi′
i＝1,2,...。


3.如权利要求2所述的一种用于非线性系统优化的快速迭代求解方法，其特征在于，所述步骤二中，快速迭代算法包括以下步骤：
2.1)在第一次迭代中，将非线性系统中的时变扰动去除，即将非线性系统转化为线性系统选择控制律为u1＝Kxx1，得到控制变量u1和状态变量x1；
2.2)在第二次迭代中，通过将控制变量u1和状态变量x1代入原非线性系统，得到第一次迭代的扰动为Bdd1＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：高炳钊，刘嘉琪，董世营，洪金龙，陈虹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22