Оптимальное управление нестационарным режимом каскадного термоэлектрического охладителя

Предложен способ решения задачи оптимального управления объектом с распределенными параметрами, который описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений параболического типа с нестандартными граничными условиями. Способ заключается в дискретизации объекта и переходе к объекту с сосредоточенными параметрами, для оптимизации которого применяется принцип максимума Понтрягина. Такой метод использован для оптимизации нестационарного процесса термоэлектрического охлаждения. Рассчитаны оптимальные зависимости тока питания каскадного термоэлектрического модуля от времени, которые обеспечивают минимальную температуру охлаждения.Запропоновано спосіб розв’язування задачі оптимального керування об’єктом з розподіленими параметрами, що описується системою нелiнiйних диференційних рівнянь параболічного типу з нестандартними крайовими умовами. Спосіб полягає у дискретизації об’єкту і переході до об’єкта з зосередженими параметрами, для оптимізації якого використовується принцип максимуму Понтрягіна Такий метод застосовано для оптимізації нестаціонарного процесу термоелектричного охолодження. Розраховано оптимальні залежності струму живлення каскадного термоелектричного модуля від часу, які забезпечують мінімальну температуру охолодження.The purpose of the present paper is to obtain optimality conditions and to develop numerical methods for solving the optimization problem of an unsteady one-dimensional process with distributed parameters, as well as their application to optimization of transient thermoelectric cooling. This method is applied for optimization of transient thermoelectric cooling process. Optimal dependences of current on time have been calculated for stage thermoelectric cooler power supply with the purpose of minimizing the cooling temperature within a preset time interval. Results of computer experiment for one- and two-stage coolers are presented

Optimal boundary control for hyperdiffusion equation

summary:In this paper, we consider the solution of optimal control problem for hyperdiffusion equation involving boundary function of continuous time variable in its cost function. A specific direct approach based on infinite series of Fourier expansion in space and temporal integration by parts for analytical solution is proposed to solve optimal boundary control for hyperdiffusion equation. The time domain is divided into number of finite subdomains and optimal function is estimated at each subdomain to obtain desired state with minimum energy. Proposed method has high flexibility so that decision makers are able to trace optimal control in a prescribed subinterval. The implementation of the theory is presented and the effectiveness of the boundary control is investigated by some numerical examples

ON THE CHERNOUS'KO TIME-OPTIMAL PROBLEM FOR THE EQUATION OF HEAT CONDUCTIVITY IN A ROD

The time-optimal problem for the controllable equation of heat conductivity in a rod is considered. By means of the Fourier expansion, the problem reduced to a countable system of one-dimensional control systems with a combined constraint joining control parameters in one relation. In order to improve the time of a suboptimal control constructed by F.L. Chernous'ko, a method of  grouping coupled terms of the Fourier expansion of a control function is applied, and a synthesis of the improved suboptimal control is obtained in an explicit form