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模型協調法

鎖定
模型協調法又叫“可行分解法”,是一種關聯預估型協調方法,它藉助於對關聯輸出的預估來進行協調,通過固定某些相互作用變量構成第一級問題,而把確定這些協調變量的任務分配給第二級,這種方法在解決靜態最優化問題時很有用。模型協調法的優點是,採用任意的步長,在任何階段終止計算,都得到實際可行解,因此通常稱之為可行性解法(feasible-method)。另外,協調變數有明確的物理意義,憑經驗和直觀來估計初值是容易的。但是,這個算法也有不足之處,它通常只適合於輸出是可控制的系統 [1] 
中文名
模型協調法
外文名
model coordination method
所屬學科
數學
別    名
可行分解法
所屬問題
控制理論(大規模系統)

模型協調法基本介紹

模型協調法(model coordination method)是處理大系統問題的一種基本分解、協調方法。其特點是把子系統間的關聯變量作為協調變量,並進行預估。比起集中計算,該方法的計算量要大為減少 [2] 
為對一個大系統進行遞階控制,把這個大系統分解成許多子系統,這樣把一個給定的大系統變換成多級系統,再對所得子系統進行協調控制,這樣一種方法就是分散協調法分散協調法(disperse coordinating method),有兩種分散協調法,一是目標協調法,又叫“對偶可行分解法”;另外一種辦法是模型協調法,又叫“可行分解法”。
目標協調法是它通過切斷子系統之間的一切聯繫,來消除相互作用。這樣就把問題分解成許多解耦子問題,即第一級問題。第二級問題是在第一級問題的基礎上,迫使第一級問題的解滿足相互作用平衡原理,實際上由於第二級數值計算收斂慢,故應用不廣泛。另外一種辦法是模型協調法,它通過固定某些相互作用變量構成第一級問題,而把確定這些協調變量的任務分配給第二級,這種方法在解決靜態最優化問題時很有用 [3] 

模型協調法基本過程

下面以靜態最優化問題為例來介紹模型協調方法的基本過程:
滿足條件
這裏
狀態向量
是控制向量,
是子系統間的關聯向量。把所討論的問題和目標函數分解成兩個子系統:
式中
分別是第
個子系統的狀態向量、控制向量和關聯向量。這種分解使每個子系統有一個目標函數,然而通過向量
使各子系統仍然是關聯的。模型協調法是對關聯變量做出預估,即取
,在這樣的條件下問題(1),(2)可劃分成下面兩級問題:
第一級問題:對於第
個子系統,求
第二級問題:
分別對下列可行集求上述極小化:
{
存在}
解出的
就作為
的新預估值,返回第一級,直到
為止,其中
為第n次迭代的預估值,
為所需要的精度。最後得到大系統的近似最優控制 [2] 
參考資料
  • 1.    曾廣武.優化設計方法及其在造船工程中的應用:國防工業出版社,1986年02月第1版
  • 2.    《數學辭海》編輯委員會.數學辭海·第五卷:中國科學技術出版社,2002
  • 3.    陳克式,陳開周.經濟 數學辭典:中國經濟出版社,1991年09月第1版