Heat-Equation-Based Smoothing Homotopy Method for Nonlinear Optimal Control Problems

同伦分析法 非线性系统 同伦 平滑的 同伦摄动方法 数学 应用数学 控制理论(社会学) 最优控制 数学优化 热方程 计算机科学 数学分析 控制(管理) 物理 人工智能 纯数学 统计 量子力学
作者
Binfeng Pan,Yunting Ran,Wenjie Qing,Mengxin Zhao
出处
期刊:Journal of Guidance Control and Dynamics [American Institute of Aeronautics and Astronautics]
卷期号:: 1-14
标识
DOI:10.2514/1.g008216
摘要

This paper presents a new heat-equation-based smoothing homotopy method for solving nonlinear optimal control problems with the indirect method. The surrogates, derived from the heat equation solution, are first incorporated into the necessary conditions as replacement of the terminal state and costate variables. The homotopy process is then applied to the heat conduction time: a longer time results in a more uniform temperature distribution and greater stability against initial temperature variations, thereby making the corresponding homotopy problem much easier to solve; zero time implies no heat conduction and reverts to the original problem. Furthermore, capitalizing on the heat equation’s boundedness characteristic, an efficient approach for determining the hypersensitive parameters is proposed, thus obviating the necessity of manual tuning. Challenging numerical examples are provided to demonstrate the superior performance of the proposed method, indicating that its convergence and efficiency are significantly enhanced compared to the original smoothing homotopy methods.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
yulong完成签到 ,获得积分10
1秒前
英姑应助水菜泽子采纳,获得10
1秒前
我爱看文献是假的完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
DDE完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
默默语薇发布了新的文献求助10
4秒前
Zion完成签到,获得积分0
5秒前
6秒前
Green发布了新的文献求助30
7秒前
打打应助飞宇采纳,获得10
7秒前
西北孤傲的狼完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小蘑菇应助默默语薇采纳,获得10
8秒前
9秒前
11秒前
在水一方应助12366666采纳,获得10
11秒前
hayek完成签到,获得积分10
14秒前
u深度发布了新的文献求助10
14秒前
安安完成签到,获得积分10
15秒前
朴素发布了新的文献求助10
15秒前
风和日丽完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
元宵宵完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
23秒前
龙成阳完成签到,获得积分10
23秒前
墨染书香发布了新的文献求助10
24秒前
飞宇发布了新的文献求助10
25秒前
机灵的煎蛋完成签到,获得积分10
25秒前
慕青应助既晓采纳,获得10
25秒前
夕诙应助SOTERIA采纳,获得35
26秒前
wy.he应助英勇的书包采纳,获得10
27秒前
快递乱跑完成签到 ,获得积分10
29秒前
mimiflying发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
既晓完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
高分求助中
【重要!!请各位用户详细阅读此贴】科研通的精品贴汇总(请勿应助) 10000
Plutonium Handbook 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 680
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 540
Thermal Quadrupoles: Solving the Heat Equation through Integral Transforms 500
SPSS for Windows Step by Step: A Simple Study Guide and Reference, 17.0 Update (10th Edition) 500
Chinese Buddhist Monasteries: Their Plan and Its Function As a Setting for Buddhist Monastic Life 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4120679
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3658860
关于积分的说明 11582257
捐赠科研通 3360447
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1846369
邀请新用户注册赠送积分活动 911179
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 827352