Optymalizacja procesów sterowania z opóźnieniami



Podobne dokumenty
Sterowanie optymalne dla uk ladów nieliniowych. Zasada maksimum Pontriagina.

Mnożniki funkcyjne Lagrange a i funkcje kary w sterowaniu optymalnym

Mnożniki funkcyjne Lagrange a i funkcje kary w sterowaniu optymalnym

Wprowadzenie do metod sterowania optymalnego

Sterowalność liniowych uk ladów sterowania

LOGIKA ALGORYTMICZNA

Sterowanie minimalnoczasowe dla uk ladów liniowych. Krzywe prze l aczeń.

Ekonomia matematyczna i dynamiczna optymalizacja

Cia la i wielomiany Javier de Lucas

Funkcje wielu zmiennych

Zagadnienie Dualne Zadania Programowania Liniowego. Seminarium Szkoleniowe Edyta Mrówka

Metody kierunków poprawy dla nieliniowych problemów sterowania optymalnego

Synteza optymalnego regulatora stanu. Uk lady z czasem ci ag lym.

Statystyka - wprowadzenie

Zestaw nr 6 Pochodna funkcji jednej zmiennej. Styczna do krzywej. Elastyczność funkcji. Regu la de l Hospitala

Zasada optymalności Bellmana. Uogólniony optymalny regulator stanu.

Metoda Simplex bez użycia tabel simplex 29 kwietnia 2010

STYSTYSTYKA dla ZOM II dr inż Krzysztof Bryś Wykad 1

Wyk lad 14 Formy kwadratowe I

POCHODNA KIERUNKOWA. DEFINICJA Jeśli istnieje granica lim. to granica ta nazywa siȩ pochodn a kierunkow a funkcji f(m) w kierunku osi l i oznaczamy

Dyskretne modele populacji

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

Funkcje wielu zmiennych

Elementy analizy funkcjonalnej PRZESTRZENIE LINIOWE

( ) σ v. Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Analiza płaskiego stanu naprężenia.

Funkcje wielu zmiennych

WYKORZYSTANIE METOD PL DO ROZWIĄZYWANIA PROBLEMÓW DECYZYJNYCH Z NIELINIOWĄ FUNKCJĄ CELU

Przykłady sieci stwierdzeń przeznaczonych do wspomagania początkowej fazy procesu projektow ania układów napędowych

stworzyliśmy najlepsze rozwiązania do projektowania organizacji ruchu Dołącz do naszych zadowolonych użytkowników!

STATYSTYKA MATEMATYCZNA dla ZPM I dr inż Krzysztof Bryś wyk lad 1,2 KLASYCZNY RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA

Wprowadzenie do teorii sterowania

Politechnika Wrocławska, Wydział Informatyki i Zarządzania. Optymalizacja

Wyk lad 12. (ii) najstarszy wspó lczynnik wielomianu f jest elementem odwracalnym w P. Dowód. Niech st(f) = n i niech a bedzie

Wprowadzenie z dynamicznej optymalizacji

Wykrywanie i usuwanie uszkodzeń w sieci

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Zestaw nr 7 Ekstremum funkcji jednej zmiennej. Punkty przegiȩcia wykresu. Asymptoty

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

ci agi i szeregi funkcji Javier de Lucas Ćwiczenie 1. Zbadać zbieżność (punktow a i jednostajn a) ci agu funkcji nx 2 + x

y 1 y 2 = f 2 (t, y 1, y 2,..., y n )... y n = f n (t, y 1, y 2,..., y n ) f 1 (t, y 1, y 2,..., y n ) y = f(t, y),, f(t, y) =

1 Przestrzenie unitarne i przestrzenie Hilberta.

Niesimpleksowe metody rozwia zywania zadań PL. Seminarium Szkoleniowe Edyta Mrówka

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Całki krzywoliniowe. SNM - Elementy analizy wektorowej - 1

Informatyka Systemów Autonomicznych

Podstawowe układy pracy tranzystora MOS

Dyskretne modele populacji

OFERTA JEDNOSTKI NAUKOWEJ. STAŻ PRACOWNIKA PRZEDSIĘBIORSTWA W JEDNOSTCE NAUKOWEJ w ramach projektu Stolica staży (UDA.POKL

z n n=1 S n nazywamy sum a szeregu. Szereg, który nie jest zbieżny, nazywamy rozbieżnym. n=1

Liczby zespolone, liniowa zależność i bazy Javier de Lucas. a d b c. ad bc

Biuro Partnera projektu F5 Konsulting Sp. z o.o. ul. Składowa 5, Poznań T: F:

ĆWICZENIE 1 DWÓJNIK ŹRÓDŁOWY PRĄDU STAŁEGO

liniowych uk ladów sterowania

1.1. PODSTAWOWE POJĘCIA MECHATRONIKI

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Metody rzutowania i funkcji barierowych dla problemów sterowania optymalnego

ZESPÓŁ LABORATORIÓW TELEMATYKI TRANSPORTU ZAKŁAD TELEKOMUNIKACJI W TRANSPORCIE WYDZIAŁ TRANSPORTU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA I STATYSTYKA. Spis pojȩċ teoretycznych

Drgania własne ramy wersja komputerowa, Wpływ dodatkowej podpory ( sprężyny ) na częstości drgań własnych i ich postacie

36/27 Solidification oc Metais and Alloys, No.J6, 1998 Krzepaięc:ic Mdali i SIOp6w, Nr 36, 1998 PAN - Oddział Katowia: PL ISSN

Optymalne przydzielanie adresów IP. Ograniczenia adresowania IP z podziałem na klasy

Pochodne cz ¾astkowe i ich zastosowanie.

P. Urzyczyn: Materia ly do wyk ladu z semantyki. Uproszczony 1 j. ezyk PCF

Automatyzacja pracy w magazynie tylko na bazie standardowo zakodowanych informacji!

y(t) = y 0 + R sin t, t R. z(t) = h 2π t

Partner projektu F5 Konsulting Sp. z o.o. ul. Składowa 5, Poznań T: F:

Wyk lad 9 Podpierścienie, elementy odwracalne, dzielniki zera

Oznaczenie CE. Ocena ryzyka. Rozwiązanie programowe dla oznakowania

Analiza dla informatyków 2 DANI LI2 Pawe l Domański szkicowe notatki do wyk ladu

Stabilność liniowych uk ladów sterowania

Instrukcja korzystania z serwisu Geomelioportal.pl. - Strona 1/12 -

I. 1) NAZWA I ADRES: Instytut Adama Mickiewicza, ul. Mokotowska 25, Warszawa, woj. mazowieckie, tel , faks

Wprowadzenie do teorii sterowania. Procesy sterowania o parametrach skupionych.

Projektowanie generatorów sinusoidalnych z użyciem wzmacniaczy operacyjnych

SYSTEM DIAGNOSTYCZNY OPARTY NA LOGICE DOMNIEMAŃ. Ewa Madalińska. na podstawie prac:

Parametryzacja modeli części w Technologii Synchronicznej

Ekspertyza w zakresie oceny statyki i bezpieczeństwa w otoczeniu drzewa z zastosowaniem próby obciążeniowej

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia: bip.gminaelblag.pl

Rozwój nowoczesnych procesów wytwarzania bodziec do inwestycji w produkcję farmaceutyczną

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Indeks odwzorowania zmiennej zespolonej wzgl. krzywej zamknietej

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia: lancut.biuletyn.net

SEKCJA I: ZAMAWIAJĄCY SEKCJA II: PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA. Zamieszczanie ogłoszenia: obowiązkowe. Ogłoszenie dotyczy: zamówienia publicznego.

PRZEDMIOTOWE ZASADY OCENIANIA Z HISTORII

czastkowych Państwo przyk ladowe zadania z rozwiazaniami: karpinw adres strony www, na której znajda

ROBOTY BUDOWLANE: Remont i modernizacja budynku Powiatowego Urzędu Pracy w

Asymptota pozioma: oṡ x, gdy y = 0 Asymptota pionowa: oṡ y, gdy x = 0. Hyperbola 1 x

Wprowadzenie do teorii sterowania. Procesy o parametrach skupionych

SZKO LA PODSTAWOWA HELIANTUS WARSZAWA ul. BAŻANCIA 16. Hyperbola 1 x FUNKCJE ELEMENTARNE WYMIERNE POTȨGOWE LOGARYTMICZNE.

WYK LAD 5: GEOMETRIA ANALITYCZNA W R 3, PROSTA I P LASZCZYZNA W PRZESTRZENI R 3

I. 1) NAZWA I ADRES: Powiatowa Poradnia Psychologiczno-Pedagogiczna, ul. Majowa 17/19, 05-

PSO matematyka I gimnazjum Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny

CHEMIA KWANTOWA MONIKA MUSIA L. Ćwiczenia. mm

Sekcja B. Okoliczności powodujące konieczność złożenia deklaracji.

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

ep do matematyki aktuarialnej Micha l Jasiczak Wyk lad 6 Kalkulacja sk ladki netto II. Funkcje komutacyjne.

Panel fotowoltaiczny o mocy 190W wykonany w technologii monokrystalicznej. Średnio w skali roku panel dostarczy 169kWh energii

ANALIZA II 15 marca 2014 Semestr letni. Ćwiczenie 1. Czy dan a funkcjȩ da siȩ dookreślić w punkcie (0, 0) tak, żeby otrzymana funkcja by la ci ag la?

Znakowanie opakowań cukru białego i cukrów surowych

Transkrypt:

Optymalizacja prcesów sterwania z późnieniami Prblem sterwania ptymalneg prcesami z późnieniami stanu plega na minimalizacji wskaźnika jakści G(x, u). = t1 t g(x(t), x(t r), u(t), t)dt + h(x(t 1 )) z uwzglȩdnieniem równania dynamiki prcesu ze skupinym późnieniem stanu r ẋ(t) = f(x(t), x(t r), u(t), t), t [t, t 1 ] i z zadanym funkcyjnym warunkiem pcz atkwym x(t) = ξ(t), t [t r, t ] raz z uwzglȩdnieniem graniczeń chwilwych sterwania u(t) U, t [t, t 1 ]. Stan funkcyjny x(t), t [t r, t ] nazywa siȩ stanem zupe lnym prcesu z późnieniami. Jeśli zadany jest zupe lny stan pcz atkwy takieg prcesu i jeg sterwanie, t równanie stanu prcesu z późnieniami psiada jednznaczne rzwi azanie w przedziale sterwania [t, t 1 ]. Wektr x(t) nazywa siȩ stanem chwilwym prcesu z późnieniami. W dalszym ci agu stswane s a znaczenia g(x, x, u, t), f(x, x, u, t), gdzie x jest argumentem późninym funkcji g i f. Na funkcjȩ g nak ladany jest warunek g(x, x,, t) = c znacza, że wyzerwanie sterwania wyzerwuje sk ladw a ca lkw a wskaźnika jakści. Warunek taki upraszcza bliczanie gradientu wskaźnika jakści zredukwaneg d przestrzeni sterwania. Z uwagi na z lżny charakter dynamiki klasy rzważanych prcesów d ich ptymalizacji stswane s a w pierwszej klejnści metdy kierunków pprawy takie jak metda najszybszeg spadku z antygradientem jak kierunkiem pprawy (jeśli U = R m ) lub z rzutwanym antygradientem jak kierunkiem pprawy (jeśli U jest wypuk lym zbirem dmkniȩtym). Wzór na gradient wskaźnika jakści 1

zredukwaneg d przestrzeni sterwania prcesu z późnieniami mżna uzyskać stsuj ac metdȩ wariacji funkcjna lu Lagrange a w pstaci t1 L(η, x, u) =. g(x(t), x(t r), u(t), t)dt + h(x(t 1 )) t t1 t + η T (t)(ẋ(t) f(x(t), x(t r), u(t), t))dt + η T (t)(x(t) ξ(t))dt. t t r Jeśli U = R m, t warunek knieczny ptymalnści prcesu sterwania przybiera pstać zerwania siȩ pierwszych wariacji funkcjna lu Lagrange a L η δη =, L x δx =, L u δu =, przy czym wariacja stanu w przedziale pcz atkwym jest zerwa δx(t) =, t [t r, t ] pnieważ ustalny jest warunek pcz atkwy ξ(t), t [t r, t ]. Zerwanie siȩ wariacji funkcjna lu L wzglȩdem zmiennej sprzȩżnej η prwadzi d równania stanu z funkcyjnym warunkiem pcz atkwym L η δη = ẋ(t) = f(x(t), x(t r), u(t), t), t [t, t 1 ], x(t) = ξ(t), t [t r, t ]. Zerwanie siȩ wariacji funkcjna lu L wzglȩdem zmiennej stanu x prwadzi d równania sprzȩżneg z funkcyjnym warunkiem kńcwym t1 L x δx = (g x (t)δx(t) + g x (t)δx(t r))dt + h x (x(t 1 ))δx(t 1 )+ t t1 + η T (t)(δẋ(t) f x (t)δx(t) f x (t)δx(t r))dt =. t Pdstawienia t =. t1 t1 r t r,...dt...d t, prwadz a d wyrażenia t1 t t r g x (t) g x ( t + r), η T (t)f x (t) η T ( t + r)f x (t + r) t (g x (t) η T (t)f x (t))δx(t)dt + t1 r t r (g x ( t + r) η T ( t + r)f x ( t + r)δx( t)d t +h x (x(t 1 ))δx(t 1 ) + η T (t 1 )δx(t 1 ) η T (t )δx(t ) η T (t)δx(t)dt =. t Zak ladamy funkcyjny warunek kńcwy na zmienne sprzȩżne w przedziale wyprzedzaj acym mment kńcwy przedzia lu sterwania t1 η(t) = h x (x(t 1 )), t [t 1, t 1 + r] 2

i zerwe sterwanie w tym przedziale tj. u(t) =, t [t 1, t 1 + r]. Bierzemy pd uwagȩ warunek δx =, t [t r, t ]. Stsuj ac pnwnie zamianȩ czasu uzyskujemy wyrażenie t1 t t, t1 t...dt t1 r t r...d t. t (g x (t) + g x (t + r) η T (t)f x (t) η T (t + r)f x (t + r) η T (t))δx(t)dt =. Uzyskujemy w ten spsób równanie sprzȩżne dla prcesu z późnieniami jak równanie różniczkwe z wyprzedzeniem η T (t) = η T (t)f x (t) η T (t + r)f x (t + r) + g x (t) + g x (t + r) i z funkcyjnym warunkiem kńcwym η T (t) = h x (x(t 1 )), t [t 1, t 1 + r]. Transpzycja i pdstawienie zmiennych prceswych daje w wyniku pe ln a pstać równania sprzȩżneg dla prcesu z późnieniem stanu jak wektrweg równania różniczkweg z wyprzedzeniem η(t) = f T x (x(t), x(t r), u(t), t)η(t) f T x (x(t + r), x(t), u(t + r), t)η(t + r) +g T x (x(t), x(t r), u(t), t) + g T x (x(t + r), x(t), u(t + r), t) z funkcyjnym warunkiem kńcwym η(t) = h x (x(t 1 )), t [t 1, t 1 + r]. Zerwanie siȩ wariacji funkcjna lu L wzglȩdem sterwania prwadzi d wzru na gradient wskaźnika jakści prcesu z późnieniami zredukwaneg d przestrzeni sterwania gdzie L u δu = t1 t H u (η(t), x(t), x(t r), u(t), t)δu(t)dt =, H(η(t), x(t), x(t r), u(t), t) =. g(x(t), x(t r), u(t), t)+η T (t)f(x(t), x(t r), u(t), t) jest funkcj a Hamiltna prblemu ptymalneg sterwania prcesami z późnieniami. Oznacza t, że wspmniany gradient wyraża siȩ wzrem J u (u)(t) = H u (η(t), x(t), x(t r), u(t), t), t [t, t 1 ]. 3

W prstych przypadkach sterwanie ptymalne mżna wyznaczyć z równania H u (η(t), x(t), x(t r), u(t), t) = np. na pdstawie przebiegu zmiennych sprzȩżnych. W trudniejszych przypadkach mżna ps lużyć siȩ metdami kierunków pprawy. Metda kierunków pprawy dla klasy rzważanych prblemów sterwania mże być kreślna nastȩpuj ac kreśl pcz atkwe sterwanie i funkcyjny warunek pcz atkwy stanu, wyznacz rzwi azanie równania stanu z późnieniem stanu, wyznacz rzwi azanie równania sprzȩżneg z wyprzedzeniem zmiennej sprzȩżnej, blicz gradient wskaźnika jakści w przestrzeni funkcyjnej sterwania jak pchdn a funkcji Hamiltna prblemu sterwania z późnieniami, blicz nwe sterwanie w kierunku antygradientu u + = u γju T (u) (jeśli U = R m ) lub w kierunku rzutwaneg antygradientu u + = π U (u γju T (u)) jeśli U jest dmkniȩtym zbirem wypuk lym z d lugści a krku γ kreśln a w wyniku minimalizacji kierunkwej wskaźnika jakści. Przyk lad: Minimalizacja dchylenia scylatra liniweg z późnieniem stanu d p lżenia równwagi. Zmiennymi prceswymi s a x 1 (t) - p lżenie scylatra w chwili t, x 2 (t) - prȩdkść scylatra w chwili t, u(t) - si la stabilizuj aca w chwili t. Należy zminimalizwać dchylenie scylatra z późnieniem amtyzatra d p lżenia równwagi z uwzglȩdnieniem strat energetycznych na sterwanie x 2 1(1) + x 2 2(1) + c 1 u 2 (t)dt przy graniczeniach w pstaci równań stanu z późnieniem ẋ 1 (t) = x 2 (t), t [, 1], ẋ 2 (t) = ax 1 (t r) + u(t), t [, 1], z funkcyjnym warunkiem pcz atkwym x 1 (t) = x 1, t [ r, ], x 2 (t) = x 2, t [ r, ]. 4

Zak ladamy, że si la ści agaj aca amrtyzatra przejawia swje dzia lanie p up lywie czasu r, c implikuje późnienie w drugim równaniu stanu. Równania sprzȩżne przyjmuj a pstać liniwych równań z wyprzedzeniem η 1 (t) = aη 2 (t + r), t [, 1], η 2 (t) = η 1 (t), t [, 1] z warunkami kńcwymi η 1 (t) = 2x 1 (1), t [1, 1 + r], η 2 (t) = 2x 2 (2), t [1, 1 + r]. Zapisujemy funkcjȩ Hamiltna prblemu H(t) = cu 2 (t) + η 1 (t)x 2 (t) + η 2 (t)( ax 1 (t r) + u(t)) i jej pchdn a H u (t) = 2cu(t) + η 2 (t). Z równania H u (t) = wynika, że sterwanie ptymalne wyrazi siȩ wzrem u (t) = 1 2c η 2(t), t [, 1]. W tym prstym przyk ladzie rzwi azujemy liniwe późnine równania stanu, liniwe wyprzedzne równania sprzȩżne i kreślamy sterwanie ptymalne na pdstawie przebiegu zmiennych sprzȩżnych. 5

Przyk lad: Minimalizacja dchylenia stabilneg scylatra nieliniweg z późnieniem stanu d p lżenia równwagi. Zmiennymi prceswymi s a x 1 (t) - p lżenie scylatra w chwili t, x 2 (t) - prȩdkść scylatra w chwili t, u(t) - si la stabilizuj aca w chwili t. Należy zminimalizwać dchylenie niestabilneg nieliniweg scylatra z późnieniem amtyzatra d p lżenia równwagi z uwzglȩdnieniem strat energetycznych na sterwanie x 2 1(1) + x 2 2(1) + c 1 u 2 (t)dt przy graniczeniach w pstaci równań stanu z późnieniem ẋ 1 (t) = x 2 (t), t [, 1], ẋ 2 (t) = ax 1 (t r) ãx 3 1(t r) + u(t), t [, 1], z funkcyjnym warunkiem pcz atkwym x 1 (t) = x 1, t [ r, ], x 2 (t) = x 2, t [ r, ]. Zak ladamy, że si la ści agaj aca amrtyzatra przejawia swje dzia lanie p up lywie czasu r, c implikuje późnienie w drugim równaniu stanu. Równania sprzȩżne przyjmuj a pstać nieliniwych równań z wyprzedzeniem η 1 (t) = (a + 2ãx 2 1(t))η 2 (t + r), t [, 1], η 2 (t) = η 1 (t), t [, 1] z warunkami kńcwymi η 1 (t) = 2x 1 (1), t [1, 1 + r], η 2 (t) = 2x 2 (2), t [1, 1 + r]. Przyk lad: Minimalizacja dchylenia scylatra nieliniweg z późnieniem stanu i z granicznym bszarem stabilnści lkalnej d p lżenia równwagi. Zmiennymi prceswymi s a x 1 (t) - p lżenie scylatra w chwili t, x 2 (t) - prȩdkść scylatra w chwili t, 6

u(t) - si la stabilizuj aca w chwili t. Należy zminimalizwać dchylenie niestabilneg nieliniweg scylatra z późnieniem amtyzatra d p lżenia równwagi z uwzglȩdnieniem strat energetycznych na sterwanie x 2 1(1) + x 2 2(1) + c 1 u 2 (t)dt przy graniczeniach w pstaci równań stanu z późnieniem ẋ 1 (t) = x 2 (t), t [, 1], ẋ 2 (t) = ax 1 (t r) + ãx 3 1(t r) + u(t), t [, 1], z funkcyjnym warunkiem pcz atkwym x 1 (t) = x 1, t [ r, ], x 2 (t) = x 2, t [ r, ]. Zak ladamy, że si la ści agaj aca amrtyzatra przejawia swje dzia lanie p up lywie czasu r, c implikuje późnienie w drugim równaniu stanu. Równania sprzȩżne przyjmuj a pstać nieliniwych równań z wyprzedzeniem η 1 (t) = (a 2ãx 2 1(t))η 2 (t + r), t [, 1], η 2 (t) = η 1 (t), t [, 1] z warunkami kńcwymi η 1 (t) = 2x 1 (1), t [1, 1 + r], η 2 (t) = 2x 2 (2), t [1, 1 + r]. W statnich dwóch przypadkach równania stanu i równania sprzȩżne maj a charakter nieliniwy. D ptymalizacji stswane s a metdy kierunków pprawy z bliczaniem gradientu zredukwaneg wskaźnika jakści za pmc a równań sprzȩżnych. 7

Przyk lad: Maksymalizacja uzysku bimasy we wsadwym bireaktrze sterwanym za pmc a bikatalizatra. Zmiennymi prceswymi s a x 1 (t) - stȩżenie substratu w bireaktrze w chwili t, x 2 (t) - stȩżenie ppulacji mikrbilgicznej w bireaktrze w chwili t, u(t) - intensywnść dzwania bikatalizatra w chwili t. Należy zmaksymalizwać stȩżenie ppulacji mikrbilgicznej w mmencie kńcwym cyklu funkcjnwania bireaktra wsadweg (t =, t 1 = 1) G(x, u). = x 2 (1) min uwzglȩdniaj ac równania dynamiki prcesu z późnieniem stanu ẋ 1 (t) = u(t)x 1 (t)ax 2 (t)/(b + x 2 (t)), t [, 1], ẋ 2 (t) = u(t)x 1 (t r)ax 2 (t)/(b + x 2 (t)), t [, 1], i z funkcyjnym warunkiem pcz atkwym x 1 (t) = x 1, t [ r, ], x 2 (t) = x 2, t [ r, ] raz z graniczeniem chwilwym sterwania Równania sprzȩżne przybieraj a pstać równań różniczkwych z wyprzedzeniem u(t) [, 1], t [, 1]. η 1 (t) = u(t) ax 2(t) b + x 2 (t) η ab 1(t) u(t + r) b + x 2 (t) η 2(t + r), t [, 1], ab η 2 (t) = u(t)x 1 (t) (b + x 2 ) η ab 1(t) u(t + r)x 2 1 (t) (b + x 2 (t)) η 2(t + r), t [, 1], 2 i z funkcyjnymi warunkami kńcwymi η 1 (t) =, t [1, 1 + r], η 2 (t) = x 2 (1), t [1, 1 + r]. Funkcjȩ Hamiltna prblemu mżna zapisać jak nastȩpuje H(t) = η 1 (t)u(t)x 1 (t) ax 2(t) b + x 2 (t) + η 2(t)u(t)x 1 (t r) ax 2(t) b + x 2 (t), 8

a gradient wskaźnika jakści jak funkcjȩ H u (t) = η 1 (t)x 1 (t) ax 2(t) b + x 2 (t) + η 2(t)x 1 (t r) ax 2(t) b + x 2 (t). Optymalne sterwanie cykliczne prcesów ze skupinymi późnieniami stanu i sterwania Mdele prcesów cyklicznych z późnieniami Prcesy z późnieniami recyrkulacyjnymi u(t) Obiekt sterwania Prces cykliczny bez późnień x(t) recykl wyjście Przyk lad: Rzważmy prces sterwania cykliczneg stȩżeniem substancji surwcwej A wprwadzanej d zbirnikweg reaktra chemiczneg dzia laniu ci ag lym, gdzie zachdzi jej przemiana w prdukt użyteczny B. Oznaczmy u(t) - stȩżenie substancji A w strumieniu wejściwym reaktra w chwili t, x(t) - stȩżenie substancji A w reaktrze w chwili t, q = 1 - jednstkwe natȩżenie przep lywu mieszaniny reaguj acej przez reaktr, Równanie stanu prcesu cykliczneg bez późnień ma pstać ẋ(t) = u(t) x(t) x 2 (t), t [, τ]. Obiekt sterwania zstaje bjȩty recyklem wprwadzaj acym późnienie stanu. h [, τ] - późnienie wprwadzane przez recykl, 9

γ - wspó lczynnik recyklu. Równanie stanu prcesu cykliczneg z późnieniem recyrkulacyjnym przybiera pstać ẋ(t) = (1 γ)u(t) + γx(t h) x(t) x 2 (t), t [, τ], Prblem ptymalneg sterwania cykliczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu (tj. na minimalizacji średniej ilści nieprzereagwanej substancji surwcwej) z uwzglȩdnieniem równania stanu Q(x, u) = 1 τ x(t)dt ẋ(t) = (1 γ)u(t) + γx(t h) x(t) x 2 (t), t [, τ], chwilwych graniczeń stanu i sterwania raz średniej wydajnści źród la surwca x(t), u(t) 2, t [, τ], 1 τ u(t)dt = 1. Prblem ptymalneg sterwania statyczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu na pzimie statycznym (tj. na minimalizacji średniej ilści nieprzereagwanej substancji surwcwej na pzimie statycznym) Q( x, ū) = x z uwzglȩdnieniem statyczneg równania stanu = (1 γ)ū + γ x x x 2, graniczeń zakresu zmiennych raz statyczneg pzimu eksplatacji źród la surwca x, ū 2, ū = 1. W statycznej wersji prblemu zanika zależnść równań stanu d późnienia h. 1

Prcesy z późnieniami wewnȩtrznymi u(t) Obiekt sterwania Prces cykliczny z późnieniami x(t) wyjście Przyk lad: Rzważmy prces sterwania cykliczneg stȩżeniem wejściwym substratu A wprwadzaneg d zbirnikweg bireaktra dzia laniu ci ag lym, gdzie zachdzi jeg przemiana w bimasȩ dknywana przez ppulacjȩ mikrbilgiczn a P zainstalwan a w bireaktrze. Substratem mże być specjalnie dbrana pżywka dla ppulacji P (prdukcja farmaceutyków), a także ścieki lub dpady (prcesy biczyszczania). Oznaczmy u(t) - stȩżenie substratu A w strumieniu wejściwym bireaktra w chwili t, x 1 (t) - stȩżenie substratu A w bireaktrze w chwili t, x 2 (t) - stȩżenie ppulacji P w bireaktrze w chwili t, q = 1 - jednstkwe natȩżenie przep lywu bimieszaniny przez bireaktr, Równania stanu cykliczneg biprcesu bez późnień maj a pstać dla substratu ẋ 1 (t) = u(t) x 1 (t) µ(x 1 (t))x 2 (t) t [, τ], dla ppulacji mikrbilgicznej ẋ 2 (t) = x 2 (t) + µ(x 1 (t))x 2 (t) t [, τ], gdzie µ(x 1 ) jest funkcj a przyrstu ppulacji np. µ(x 1 ) =. x 1 /(a + x 1 ) (funkcja Mnda przyrstu ppulacji z nasyceniem) lub µ(x 1 ) =. x β 1 (ptȩgwa funkcja przyrstu ppulacji), przy czym µ = µ µ (skalwania funkcji przyrstu ppulacji). Dla niektórych biprcesów charakterystyczne jest późnienie szybkści przyrstu ppulacji p zmianie stȩżenia substratu. Równania stanu cykliczneg bi- 11

prcesu z późnieniami przybieraj a pstać dla substratu ẋ 1 (t) = u(t) x 1 (t) µ(x 1 (t))x 2 (t) t [, τ], dla ppulacji mikrbilgicznej ẋ 2 (t) = x 2 (t) + µ(x 1 (t h))x 2 (t) t [, τ], gdzie h [, τ] jest późnieniem przyrstu ppulacji za zmianami stȩżenia substratu. Prblem ptymalneg sterwania cykliczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu (tj. na maksymalizacji średnieg uzysku bimasy prprcjnalnej d stȩżenia ppulacji mikrbilgicznej) z uwzglȩdnieniem równań stanu Q(x, u) = 1 τ x 2 (t)dt dla substratu ẋ 1 (t) = u(t) x 1 (t) µ(x 1 (t))x 2 (t) t [, τ] i dla ppulacji mikrbilgicznej ẋ 2 (t) = x 2 (t) + µ(x 1 (t h))x 2 (t) t [, τ], chwilwych graniczeń stanu i sterwania raz średniej wydajnści źród la surwca x i (t), u(t) 2, t [, τ], 1 τ u(t)dt = 1. Prblem ptymalneg sterwania statyczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu na pzimie statycznym (tj. na maksymalizacji uzysku bimasy na pzimie statycznym) Q( x, ū) = x 2 12

z uwzglȩdnieniem statycznych równań stanu dla substratu = ū x 1 µ( x 1 ) x 2 i dla ppulacji mikrbilgicznej = x 2 + µ( x 1 ) x 2, graniczeń zakresu zmiennych raz statyczneg pzimu eksplatacji źród la surwca x i, ū 2, ū = 1. Statyczna wersja prblemu nie zależy d późnienia h. Prblem ptymalneg sterwania cykliczneg (OSC) prcesami ze skupinymi późnieniami stanu i sterwania plega na maksymalizacji wskaźnika jakści w pstaci wartści średniej funkcji zysku chwilweg Q(x, u) = 1 τ g(x(t), u(t))dt przy graniczeniach bejmuj acych równanie stanu ze sta lymi skupinymi późnieniami stanu i sterwania ẋ(t) = f(x(t), x(t h 1 ), u(t), u(t h 2 ), t [, τ], zakresy dpuszczalnych wartści stanu i sterwania x(t) X, u(t) U, t [, τ] raz średni a wydajnść źróde l surwców i energii wykrzystywanych d realizacji prcesu 1 τ Bu(t)dt = u s, gdzie x Hτ 1,n jest cykliczn a trajektri a stanu prcesu, u Hτ,m jest cyklicznym sterwaniem, h 1 R + jest skupinym późnieniem stanu, h 2 R + jest skupinym późnieniem sterwania, X R n i U R m s a wypuk lymi zbirami dmkniȩtymi, B R q m jest macierz a graniczeń uśredninych sterwania, wektr u s R q charakteryzuje średni a dstȩpnść surwców i energii, zaś g : R n R m R, f : R n R n R m R m R n. 13

Przestrzeń Hτ r,n jest przestrzeni a τ-kreswych n-wymiarwych funkcji, których r-krtna pchdna jest ca lkwalna z kwadratem. Warunek kreswści trajektrii stanu jest zawarty w definicji przestrzeni trajektrii stanu. Warunek kreswści sterwania nie musi być frmu lwany w pstaci jawnej - sterwanie jest gólnie bir ac funkcj a nieci ag l a (jak element przestrzeni funkcji ca lkwalnych z kwadratem) i zawsze mże być kresw przed lużne na ca l a ś rzeczywist a. Ustalenie przebiegów stanu i sterwania redukuje rzważany prblem d prblemu ptymalneg sterwania statyczneg (OSS) plegaj aceg na maksymalizacji wskaźnika jakści dla statyczneg prcesu sterwania przy graniczeniach statycznych Q( x, ū) = f( x, x, ū, ū), x X, ū U, Bū = u s, gdzie ( x, ū) R n R m jest statycznym prcesem sterwania. Optymalny statyczny prces sterwania ( x, u) mżna stsunkw latw wyznaczyć stsuj ac metdy ptymalizacji skńczenie wymiarwej. Również jeg implementacja nie sprawia trudnści i sprwadza siȩ d prjektwania uk ladów stabilizacji stanu prcesu. Jednak prces taki mże zapewniać stsunkw nisk a wartść wskaźnika jakści. Dlateg analizwane s a warunki, przy których stswanie cykliczneg spsbu prwadzenia prcesu z póznieniami stanu i sterwania zwiȩksza jeg wydajnść w prównaniu z ptymalnym prcesem statycznym. W celu kreślenia warunków dminacji sterwania cykliczneg dla badanej klasy prblemów OSC prawa strna równań stanu znaczna zstanie jak f(x, x, u, ũ), gdzie x jest późninym stanem, a ũ jest późninym sterwaniem. Wprwadzne zstan a zwarte znaczenia dla wielkści kreślnych na ptymalnym statycznym prcesie sterwania g = g( x, u), ḡ x = g x ( x, u), f = f( x, x, u, u), f x = f x ( x, x, u, u), f x = f x ( x, x, u, u) itp.. Za lżenia, przy których uzyskane zstan a warunki dminacji, s a pstaci: 1) ptymalny statyczny prces sterwania leży wewn atrz bszaru dpuszczalneg tj. ( x, u) Int(X U), 14

2) funkcje g i f s a dwukrtnie różniczkwalne w spsób ci ag ly wzglȩdem argumentów x, x, u, ũ w tczeniu ptymalneg prcesu statyczneg, 3) wartści w lasne macierzy f x + f x e jωh 1 maj a niezerwe czȩści rzeczywiste. Za lżenie 1) pzwala na lżyć s lab a harmniczn a wariacjȩ sterwania (tj. wariacjȩ sterwania ma lej amplitudzie) na ptymalny statyczny prces sterwania bez wyprwadzania prcesu dynamiczneg z późnieniami pza bszar dpuszczalny. Za lżenie 2) umżliwia wykrzystanie drugiej wariacji wskaźnika jakści d analizy w lasnści prcesu cykliczneg z późnieniami. Jest t isttne ze wzglȩdu na zerwanie siȩ pierwszej wariacji teg wskaźnika dla prcesów cyklicznych z późnieniami. Za lżenie 3) zapewnia istnienie transmitancji widmwej prcesu z póznieniami, c jest niezbȩdne dla uzyskania warunków dminacji prcesów sterwania cykliczneg. Wspmniane warunki dminacji kreślne zstan a za pmc a metdy s labych harmnicznych wariacji ptymalneg sterwania statyczneg. Wariacje te znaczane bȩd a jak u + u, gdzie u(t) = ɛδu(t), ɛ jest ma lym ddatnim parametrem, δu(t)= k=±1 u k ejkωt jest pierwsz a harmniczn a szeregu Furiera sterwania w pstaci zesplnej ze wspó lczynnikami zesplnymi sprzȩżnymi u κ C m, a ω = 2π/τ jest czȩsttliwści a sterwania. Okreswa trajektria stanu zwi azana ze sterwaniem u + u mże być przedstawina na pdstawie metdy ma leg parametru w nastȩpuj acej pstaci x + x, x(t) = ɛδx(t) + (ɛ), gdzie δx(t) = k=±1 x k ejkωt jest czȩści a liniw a wzglȩdem ɛ zaburznej trajektrii stanu, zaś (ɛ) jest jej czȩści a nieliniw a wzglȩdem ɛ spe lniaj ac a warunek lim (ɛ)/ɛ =. ɛ Czȩść liniwa zaburznej trajektrii stanu wyznaczana jest przez rzwi azanie zlinearyzwaneg równania stanu na ptymalnym prcesie statycznym tj. przez rzwi azanie równania δẋ(t) = f x δx(t) + f x δx(t h 1 ) + f u δu(t) + f ũδu(t h 2 ). P pdstawieniu pierwszych harmnicznych sterwania i stanu δu(t) = u k e jkωt, δx(t) = x k e jkωt k=±1 k=±1 15

uzyskuje siȩ jkωx k e jkωt = f x k=±1 f u k=±1 k=±1 u k e jkωt + x k e jkωt + f ũ k=±1 f x k=±1 u k e jkω(t h2). x k e jkω(t h 1) + Z prównania wspó lczynników Furiera prawej i lewej strny statnieg równania wynika, że (jkωi n f x f x e jkωh 1 )x k = ( f u + f ũe jkωh 2 )u k, k = ±1. Zdefiniwanie transmitancji widmwej prcesu z późnieniami stanu i sterwania w pstaci G h1 h 2 (jkω) = (jkωi n f x f x e jkωh 1 ) 1 ( f u + f ũe jkωh 2 ) umżliwia wyrażenie zesplnych wspó lczynników Furiera pierwszej harmnicznej trajektrii stanu za pmc a zesplnych wspó lczynników Furiera pierwszej harmnicznej sterwania x k = G h1 h 2 (jkω)u k, k = ±1, przy czym dpwiednia macierz dwrtna istnieje na pdstawie za lżenia 3). Czȩść liniwa zaburznej trajektrii stanu wyraża siȩ wiȩc wzrem δx(t) = G h1 h 2 (jkω)u k e jkωt, k=±1 a jej wariant późniny jest pstaci δx(t h 1 ) = k=±1 G h1 h 2 (jkω)u k e jkωt, gdzie G h1 h 2 (jkω) = G h1 h 2 (jkω)u k e jkωh 1. Warunek dstateczny dminacji sterwania kresweg prcesu ze skupinymi późnieniami stanu i sterwania uzyskany zstanie za pmc a metdy funkcjna lów Lagrange a. Funkcjna l dpwiedni dla klasy rzważanych prcesów przybiera pstać L(τ, x, u, λ) = 1 τ 16 g(x(t), u(t))dt+

1 τ λ T (f(x(t), x(t h 1 ), u(t), u(t h 2 )) ẋ(t))dt, τ gdzie zak ladana jest statyczna pstać mnżnika Lagrange a λ R n z uwagi na analizwanie w lasnści prcesu sterwania zaburzneg w tczeniu ptymalneg prcesu statyczneg. Uwzglȩdnienie w funkcjnale L jedynie graniczeń w pstaci równań stanu jest mtywwane tym, że pzsta le graniczenia prblemu OSC s a autmatycznie spe lnine przy za lżeniach 1) i 2). Ograniczenia chwilwe s a zachwane dla dstatecznie ma lej wartści parametru ɛ, a graniczenia uśrednine wyzerwuj a siȩ dla harmnicznych wariacji sterwania. Jeśli kreślić funkcjȩ Hamiltna prblemu OSC jak funkcjȩ H(x(t), x(t h 1 ), u(t), u(t h 2 ), λ) = g(x(t), u(t))+ λ T f(x(t), x(t h 1 ), u(t), u(t h 2 )), t funkcjna l L mżna zapisać w pstaci wartści średniej funkcji Hamiltna prcesu z późnieniami stanu i sterwania L(τ, x, u, λ) = 1 τ H(x(t), x(t h 1 ), u(t), u(t h 2 ))dt. Bir ac pd uwagȩ tżsamść Lagrange a Q(τ, x, u) = L(τ, x, u, λ), zachdz ac a dla wszystkich dpuszcalnych prcesów sterwania z późnieniami stanu i sterwania, mṅa prównać funkcjȩ celu dla prcesu zaburzneg i ptymalneg prcesu statyczneg krzystaj a z równści Q(τ, x + x, u + u) Q( x, u) = L(τ, x + x, u + u, λ) L( x, u, λ). Z uwagi na kniecznść eliminacji nieznanej wielkści (ɛ) w rzwiniȩciu funkcjna lu L w szereg Taylra pierwszeg rzȩdu stswane jest rzwiniȩcie teg funkcjna lu w szereg Taylra drugieg rzȩdu wzglȩdem stanu, stanu późnineg, sterwania i sterwania późnineg 1 τ ( H x x(t) + 1 2τ L(τ, x + x, u, λ) L( x, u, λ) H x x(t h 1 ) + H u u(t) + ( Hũ u(t h 2 ))dt ( x T (t) H xx x(t) + x T (t) H x x x(t h 1 )+ x T (t) H xu u(t) + x T (t) H xũ u(t h 2 )+ 17

x T (t h 1 ) H xx x(t) + x T (t h 1 ) H xx x(t h 1 )+ x T (t h 1 ) u T (t) u T (t) H xu x(t) + x T (t) H xũ x(t h 2 )+ H xx x(t) + u T (t) H x x x(t h 1 )+ H uu u(t) + u T (t) H uũ u(t h 2 )+ u T (t h 2 ) Hũx x(t) + u T (t h 2 ) Hũ x x(t h 1 )+ u T (t h 2 ) Hũu u(t) + u T ) (t h 2 ) Hũũ u(t h 2 ) dt +( ( x, u) 2 ). W lasnści wartści średniej prcesów kreswych ( nie zależy na d mmentu pcz atkweg jej bliczania) zapewniaj a równść 1 τ = 1 τ ( H x x(t) + ( H x x(t) + H x x(t h 1 ))dt H x x(t))dt. Zerwanie siȩ pierwszej wariacji funkcjna lu L zachdzi wiȩc przy wybrze mnżnika Lagrange a z warunku H x + H x = tj. λ = (( f x + f x ) 1 ) T g T x. Zredukwanie pierwszej wariacji funkcjna lu L i pdstawienie x(t) = ɛδx(t) + (ɛ) prwadzi d rzwiniȩcia funkcjna lu L pstaci ɛ 2 2τ L(τ, x + x, u + u, λ) L( x, u, λ) = ( δx T (t) H xx δx(t) + x T (t) H x x δx(t h 1 )+ δx T (t) δx T (t h 1 ) δx T (t h 1 ) δu T (t) H xu δu(t) + δx T (t) H xũ δu(t h 2 )+ H xx δx(t) + δx T (t h 1 ) H xx δx(t h 1 )+ H xu δx(t) + δx T (t) H xũ δx(t h 2 )+ H xx δx(t) + δu T (t) H x x δx(t h 1 )+ 18

δu T (t) H uu δu(t) + δu T (t) H uũ δu(t h 2 )+ δu T (t h 2 ) Hũx δx(t) + δu T (t h 2 ) Hũ x δx(t h 1 )+ δu T (t h 2 ) Hũu δu(t) + δu T ) (t h 2 ) Hũũ δu(t h 2 ) dt Redukcja wyrażeń typu 1 τ Be 2jkωt dt =, +(ɛ 2 ). 1 τ Be 2jkωt dt = dla macierzy B niezależnej d czasu pzwala uzyskać nastȩpuj ace wyrażenie dla przyrstu funkcji celu prcesu kresweg Q(τ, x + x, u + u) Q( x, u) = ɛ 2 ξ Π h1 h 2 (ω)ξ + (ɛ 2 ) gdzie zależna d czȩsttliwści macierz Π h1 h 2 (ω) ma pstać G h 1 h 2 (jω) G h 1 h 2 (jω) Π h1 h 2 (ω) = H xx G h1 h 2 (jω) + G h 1 h 2 (jω) H x x Gh1 h 2 (jω)+ G h 1 h 2 (jω) G h 2 (jω) H xu + G h 1 h 2 (jω) H xu G h2 (jω)+ H xx G h1 h 2 (jω) + G h 1 h 2 (jω) H x x Gh1 h 2 (jω)+ G h 1 h 2 (jω) H xu + G h 1 h 2 (jω) H xũ G h2 (jω)+ H ux G h1 h 2 (jω) + H uu + H u x Gh1 h 2 (jω)+ Hũx G h2 (jω)+ H xx G h1 h 2 (jω) + G h 2 (jω) H x x Gh1 h 2 (jω)+ G h 2 (jω) zaś G h2 (jω) = e jkωh 2, a ξ C m H xu + G h 2 (jω) H xũ G h2 (jω), jest m-wymiarwym wektrem zesplnym kreślnym przez wspó lczynnik u 1 pierwszej harmnicznej sterwania. 19

Z przedstawinej analizy w lasnści prcesu sterwania cykliczneg z późnieniami stanu i sterwania wynika nastȩpuj acy Algrytm drugiej wariacji wskaźnika jakści dla badania dminacji prcesów sterwania cykliczneg ze skupinymi późnieniami stanu i sterwania 1) bliczyć ptymalny statyczny prces sterwania ( x, u), 2) wyznaczyć pmcnicze pchdne rzȩdu pierwszeg g x, g x, f x, f x, f u, f ũ, i mnżnik Lagrange a λ, 3) kreślić transmitancje widmwe G h1 h 2 (jω), G h1 h 2 (jω), G h2 (jω), G h2 (jω), 4) wyznaczyć pmcnicze hesjany cz astkwe funkcji Hamiltna H xx, H xx, H x x, H xu, H xũ,..., H uu, 5) zestawić frmȩ macierzw a ξ Π h1 h 2 (ω)ξ i dla wybraneg wektra ξ zbadać jej przebieg w funkcji czȩsttliwści wydzielaj ac pasm czȩsttliwści ddatnich wartściach frmy pi dla prcesu z póznieniami 6) kreślić dminuj ace sterwanie kreswe na pdstawie wzru u(t) = u + 2ɛ(Re(ξ)csˆωt Im(ξ)sinˆωt), gdzie czȩsttliwść ˆω wyznaczana jest na pdstawie przebiegu krzywej dminacji, 7) zbadać wp lyw późnień h 1 i h 2 na pstać sterwania dminuj aceg kreślaj ac krzywe dminacji dla różnych wartści h 1 i h 2. Przyk lad: Rzważmy prces sterwania cykliczneg stȩżeniem substancji surwcwej A wprwadzanej d zbirnikweg reaktra chemiczneg dzia laniu ci ag lym, gdzie zachdzi jej przemiana w prdukt użyteczny B. Obiekt sterwania bjȩty jest recyklem wprwadzaj acym pźnienie stanu. Oznaczmy u(t) - stȩżenie substancji A w strumieniu wejściwym reaktra w chwili t, x(t) - stȩżenie substancji A w reaktrze w chwili t, q = 1 - jednstkwe natȩżenie przep lywu mieszaniny reaguj acej przez reaktr, h [, τ] - późnienie wprwadzane przez recykl, γ =.5 - wspó lczynnik recyklu. 2

Prblem ptymalneg sterwania cykliczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu (tj. na minimalizacji średniej ilści nieprzereagwaneg prduktu) z uwzglȩdnieniem równania stanu Q(x, u) = 1 τ x(t)dt ẋ(t) =.5u(t) x(t) +.5x(t h) x 2 (t), t [, τ], chwilwych graniczeń stanu i sterwania raz średniej wydajnści źród la surwca x(t), u(t) 2, t [, τ], 1 τ u(t)dt = 1. Prblem ptymalneg sterwania statyczneg dla rzważaneg przyk ladu plega na maksymalizacji wydajnści prcesu na pzimie statycznym (tj. na minimalizacji średniej ilści nieprzereagwaneg prduktu na pzimie statycznym) Q( x, ū) = x z uwzglȩdnieniem statyczneg równania stanu graniczeń zakresu zmiennych =.5ū x +.5 x x 2, x, ū 2, raz statyczneg pzimu eksplatacji źród la surwca.5, ū = 1. W ramach algrytmu badania dminacji sterwania cykliczneg wyznaczamy ptymalny prces statyczny ( x, u) = (.5, 1), pmcnicze pchdne pierwszeg rzȩdu g x = 1, mnżnik Lagrange a λ = 2/5, 21 f x = 3, f x =.5, f u =

pmcnicze pchdne drugieg rzȩdu czyli hesjany cz astkwe funkcji Hamiltna H(x(t), u(t), λ) = x(t) + λ(.5u(t) x(t) +.5x(t h) x 2 (t)), które przyjm a pstać H xx = 4/5, transmitancjȩ widmw a i jej sprzȩżenie G h (jω) = frmȩ macierzw a pi.5 jω + 3.5e jωh, G h(jω) =.5 jω + 3.5e jωh, ξ Π(ω)ξ = ξ 2 4/5 (3.5 cs ωh) 2 + (ω +.5 sin ωh) 2. Pnieważ frma ta jest ddatnia, t dla każdej czȩsttliwści istnieje dminuj ace sterwanie cykliczne. Jednak najlepszych efektów mżna spdziewać siȩ dla sterwania niskczȩsttliwściweg zharmnizwaneg z późnieniem prcesu. 22