задание_по_практикуму (2005)

ЗАДАНИЕ ПО ПРАКТИКУМУ
413 группа, осенний семестр, 2005 год.
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ
ЗАДАЧ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Работа состоит из одного задания, выдаваемого на семестр, в течение которого
изучается теоретический материал, составляется и отлаживается программа на
алгоритмическом языке, выполняются расчеты заданных примеров. Завершается работа
предоставлением отчета.
1. Цель задания
 Знакомство с численными методами решения задач оптимального управления.
 Практика использования численных методов.
 Разработка программы решения задач оптимального управления методами
проекции градиента и последовательных приближений.
 Расчет примеров.
 Накопление опыта по созданию программных средств для решения задач
оптимального управления.
2. Содержание задания.
 Изучение теоретических основ метода проекции градиента и метода
последовательных приближений для решения задач оптимального управления.
 Составление и отладка программы для численного решения задач оптимального
управления указанными выше методами.
 Решение конкретных примеров задач оптимального управления.
 Написание отчета о проделанной работе.
3. Основные требования к выполнению работы.
Разрабатываемая программа должна быть написана в программной среде Matlab 6.5
и снабжена дружественным пользователю интерфейсом для ввода постановки задачи
оптимального управления и параметров численного метода, контроля за состоянием
расчетов, вывода результатов решения. Исходный текст программы должен быть снабжен
комментариями. Допускается написание программы в средах программирования Microsoft
Visual Studio 6.0 или Delphi 7.
Ввод новой задачи оптимального управления и изменение параметров численных
методов, а также вывод требуемых графиков не должен требовать изменения исходного
кода. Должна быть реализована возможность сохранения введенной задачи оптимального
управления в файл. Ввод функций осуществляется в символьном виде, множества
задаются с помощью их опорных функций и предполагаются выпуклыми.
Вывод результатов осуществляется как в графическом, так и в табличном виде.
Должна быть предусмотрена возможность вывода графиков фазовых переменных и
управлений как в одно, так и в отдельные окна. Все графики должны иметь надписи на
осях. Отдельно должен выдаваться график изменения функционала на итерациях
численного метода.
Общая постановка задачи оптимального управления, индивидуальный и тестовый
(общий для всех) примеры выдаются преподавателями на занятиях.
4. Перечень этапов и сроки выполнения.
Наименование этапа
1
2
3
4
Создание интерфейса для ввода задач
оптимального управления. Реализация проверки
правильности введенных данных, вывод тестовых
графиков оптимального управления и траектории.
Возможность сохранения введенной задачи в
файл и последующей ее загрузки.
Реализация метода проекции градиента и расчет
тестового примера.
Реализация метода последовательных
приближений и расчет тестового примера.
Демонстрация работающей программы. Отчет о
выполненной работе.
Срок выполнения
26 сентября 2005 г.
24 октября 2005 г.
21 ноября 2005 г.
12(5) декабря 2005 г.
5. Содержание отчета.
 Титульный лист с идентификацией студента и задания.
 Постановка задачи и краткое описание метода решения.
 Часть исходного кода на языке Matlab, отвечающая за реализацию метода
проекции градиента и метода последовательных приближений, с комментариями.
 Описание интерфейса программы и последовательности действий, требуемых для
решения задачи оптимального управления.
 Результат решения тестового примера, имеющего аналитическое решение, и
сравнение полученного решения с точным (графики оптимальных траектории и
управления и оптимальное значение функционала).
 Результат решения конкретного примера задачи оптимального управления,
содержащегося в задании (графики оптимальных траектории и управления и
оптимальное значение функционала).