mehdi allahdadi
-
هدف
در این مقاله، دو روش جدید برای یافتن کنترل بهینه سیستم های توصیف شده با معادلات دیفرانسیل خطی که دارای ضرایب بازه ای هستند، ارایه می شود. در این روش ها، مساله کنترل بهینه بازه ای داده شده به یک مساله کنترل بهینه غیربازه ای (قطعی) تبدیل شده تا امکان استفاده از تئوری کنترل بهینه برای حل آن فراهم شود. با در نظر گرفتن حدود تغییرات برای سیگنال کنترلی، جواب بهینه مساله اصلی به دست می آید.
روش شناسی پژوهش:
در این پژوهش، روش هایی ارایه می شوند که در آن با حل زیر مدل های قطعی از مساله کنترل بهینه بازه ای، تقریب خوبی از جواب بهینه مساله بازه ای به دست می آید. در روش اول، با استفاده از مرکز بازه، مساله کنترل بهینه بازه ای داده شده به یک مساله کنترل بهینه قطعی تبدیل شده و امکان استفاده از شرایط پونتریاگین برای حل آن فراهم می شود. با اعمال یک متغیر تاب آوری برای جواب حاصل، حدود تغییرات سیگنال کنترلی و جواب بهینه بازه ای برای مساله اصلی به دست می آید. در روش دوم، ابتدا مساله کنترل بهینه را به ازای مقادیر ابتدا و انتهای بازه حل می کنیم و در هر زمان کمترین مقدار را به عنوان کران پایین و بیشترین مقدار را به عنوان کران بالای بازه جواب در نظر می گیریم. سپس با اعمال قیود مساله، میزان تاب آوری متغیر حالت و سیگنال کنترلی را محاسبه می کنیم. همچنین برای کاهش خطا در محاسبات بازه ای از تفاضل تعمیم یافته هوکوهارا استفاده شده است.
یافته هاحل مسایل بهینه سازی با استفاده از رهیافت کنترل بهینه بازه ای، نشان می دهد که جواب بهینه زیر مدلی که با هر یک از این دو روش به دست می آید، درون بازه جواب مساله اصلی قرار دارد. به علاوه، انتظار می رود جواب این دسته از مسایل که بازه پارامتر دارای عدم قطعیت مشخص است، به صورت مقادیر بازه ای باشند که نتایج ارایه شده این موضوع را نیز شامل می شوند.
اصالت/ارزش افزوده علمی:
برای به دست آوردن نتایج عددی از نرم افزاز متلب و جعبه ابزار بازه ای اینتلب استفاده شده است. اگرچه رویکردهای ارایه شده در زمره روش های غیرمستقیم جای می گیرند، اما از معایبی همچون حجم محاسباتی سنگین به دور بوده و با به کارگیری رویکرد بازه ای می تواند حل مساله را نیز ساده تر کند.
کلید واژگان: اصل اکسترمم پونتریاگین، عدم قطعیت بازه ای، کنترل بهینه بازه ای، مساله کنترل بهینهPurposeIn this paper, two new methods are presented to find the optimal control of systems described by linear differential equations that have interval coefficients. In these methods, the given interval optimal control problem is transformed into a non-interval (deterministic) optimal control problem so that it is possible to use the optimal control theory to solve it. By considering the variation limits for the control signal, the optimal solution of the main problem is obtained.
MethodologyIn this research, two methods are presented to solve the deterministic sub-models of linear interval optimal control problems and find a good approximation for the optimal solution of them. In the first method, by using the center of intervals, the given interval optimal control problem becomes a deterministic optimal control problem and it is possible to use the Pontriagin conditions to solve it. By considering a resilience variable for the resulting solution, the limits of the control signal changes and the interval optimal solution for the main problem are obtained. In the second method, we first solve the optimal control problem for the beginning and the end of the interval, and at any time we consider the lowest value as the lower bound and the highest value as the upper bound of the interval solution. Then, by applying the constraints of the problem, we calculate the resilience of the state variable and the control signal. We also used Hokuhara's difference to reduce the error in interval calculations.
FindingsSolving optimization problems using the interval optimal control approach, show that the optimal solution of the submodel that is solved by any of these two methods is within the range of the solution of the main problem. In addition, the solutions of these problems are also presented as interval values.
Originality/Value:
To obtain the numerical results, MATLAB software and INTLAB software package of interval calculations have been used. These approaches are categorized into indirect methods for solving optimal control problems, while it is far from their defects, e.g. curse of burdensome computational load, so that interval approach is applied to simply solve the problems.
Keywords: Pontryagin Extremum Principle, Interval Uncertainty, Interval Optimal Control, Optimal Control Problem -
هدف اصلی این مقاله، یافتن یک قانون کنترل بهینه بازه ای برای مسایل تنظیم کننده خطی درجه دوم تحت عدم قطعیت بازه ای است. برای این منظور، با استفاده از اصل بهینگی بلمن و نامعادلات همیلتون-ژاکوبی-بلمن بازه ای، مسیله کنترل بهینه بازه ای به یک دستگاه نامعادلات دیفرانسیل بازه ای تبدیل می شود. این نامعادلات اصطلاحا نامعادلات دیفرانسیل ریکاتی نامگذاری می شوند که در اصل نتیجه ای از روش برنامه ریزی پویا می باشند. برای حل این دستگاه نامعادلات، از روابط شمول و حساب بازه ای استفاده می کنیم. با این روش می توانیم کران بالا و پایین جواب ها را بدست آوریم. از تفاضل تعمیم یافته هوکوهارا نیز برای کاهش خطاهای موجود در حساب بازه ای استفاده می کنیم. در انتها، روش ارایه شده را برای حل چند مسیله کنترل بهینه خطی درجه دوم بازه ای با استفاده از نرم افزار متلب پیاده سازی می کنیم. نتایج به دست آمده کارآمدی روش پیشنهادی را نشان می دهند.کلید واژگان: مسئله کنترل بهینه خطی درجه دوم بازه ای، نامعادلات هامیلتون-ژاکوبی-بلمن بازه ای، نامعادلات ریکاتی بازه ای، تفاضل تعمیم یافته هوکوهاراThe main aim of this paper is to find an optimal interval control law for quadratic linear problems under interval uncertainty. For this purpose, using Bellman's optimality principle and interval Hamilton-Jacobi-Bellman inequalities, the interval optimal control problem is transformed into a system of interval differential inequalities. These inequalities are called Riccati's differential inequalities, which is a result of the dynamic programming method. To solve this system of inequalities, we use inclusion relations and interval arithmetic. By this method, we can obtain the upper and lower bounds of the solutions. We also use Hokuhara's generalized difference to reduce errors in the interval arithmetic. We apply the presented method for solving some interval quadratic linear optimal control problems by using MATLAB software. The obtained results show the efficiency of the proposed method.Keywords: Interval quadratic linear optimal control problem, Interval Hamilton-Jacobi-Belman inequalities, Interval Riccati's inequalities, Hokuhara's generalized difference
-
هدف
در حالت کلی، تعیین جواب های موثر مدل برنامه ریزی کسری خطی چند هدفه بازه ای(IMOLFP) یک مسئله PN- سخت است. تاکنون روش کارآمدی برای تعیین جواب های موثر در این زمینه ارایه نشده است. بنابراین نیاز به یک روش مناسب برای تعیین جواب های موثر IMOLFP وجود دارد. ما می خواهیم الگوریتم هایی را معرفی کنیم که برای اولین بار جواب های موثر قوی و ضعیف IMOLFP بدست آیند.
روش شناسی پژوهشدر این مقاله، دو الگوریتم معرفی می کنیم به طوری که در یکی، شدنی قوی نامعادلات و در دیگری، شدنی ضعیف نامعادلات در نظر گرفته می شود (یک دستگاه نامعادلات، شدنی قوی است اگر و تنها اگر کوچک ترین ناحیه آن شدنی باشد و یک دستگاه نامعادلات، شدنی ضعیف است اگر و تنها اگر بزرگ ترین ناحیه آن شدنی باشد). توابع هدف IMOLFP را به توابع هدف خطی حقیقی تبدیل نموده و سپس به یک مدل برنامه ریزی خطی تک هدفه تبدیل می کنیم و در هر تکرار، محدودیت جدید به ناحیه شدنی اضافه می کنیم. با انتخاب یک نقطه دلخواه از ناحیه شدنی به عنوان نقطه شروع و استفاده از الگوریتم های پیشنهادی، جواب های موثر قوی و ضعیف IMOLFP را بدست می آوریم.
یافته هادر هر دو الگوریتم پیشنهادی، با انتخاب نقاط دلخواه جواب موثر بدست می آوریم و با تغییر نقطه ی شروع، یک نقطه ی جدید به عنوان جواب موثر بدست می آوریم.
اصالت/ارزش افزوده علمیدر این پژوهش توانسته ایم برای اولین بار جواب های موثر قوی و ضعیف مدل IMOLFP بدست آوریم.
کلید واژگان: برنامه ریزی چند هدفه، برنامه ریزی کسری خطی بازه ای، جواب موثر قوی، جواب موثر ضعیفPurposeDetermining efficient solutions of the Interval Multi Objective Linear Fractional Programming (IMOLFP) model is generally an NP-hard problem. For determining the efficient solutions, an effective method has not yet been proposed. So, we need to have an appropriate method to determine the efficient solutions of the IMOLFP. For the first time, we want to introduce algorithms in which the strongly and weakly efficient solutions of the IMOLFP are obtained.
MethodologyIn this paper, we introduce two algorithms such that in one, strongly feasible of inequalities and in the other, weakly feasible of inequalities are considered (A system of inequalities is strongly feasible if and only if the smallest region is feasible, and a system of inequalities is weakly feasible if and only if the largest region is feasible). We transform the objective functions of the IMOLFP to real linear functions and then convert to a single objective linear model and then in each iteration of the algorithm, we add some new constraints to the feasible region. By selecting an arbitrary point of the feasible region as start point and using the proposed algorithms, we obtain the strongly and weakly efficient solutions of the IMOLFP.
FindingsIn both proposed algorithms, we obtain an efficient solution by selecting the arbitrary points, and by changing the starting point, we obtain a new point as the efficient solution.
Originality/ValueIn this research, for the first time, we have been able to obtain the strongly and weakly efficient solutions of the IMOLFP.
Keywords: Multi Objective Programming, Interval linear fractional programming, Strongly efficient solution, Weakly efficient solution -
International Journal Of Nonlinear Analysis And Applications, Volume:13 Issue: 1, Winter-Spring 2022, PP 1917 -1929
Uncertainty exists in many real-life engineering and mechanical problems. Here, we assume that uncertainties are caused by intervals of real numbers. In this paper, we consider the interval nonlinear programming (INLP) problems where the objective function and constraints include interval coefficients. So that the variables are deterministic and sign-restricted. Additionally, the constraints are considered in the form of inequalities. A basic task in INLP is calculating the optimal values range of objective function, which may be computationally very expensive. However, if the boundary functions are available, the problems become much easier to solve. By making these assumptions, an efficient method is proposed to compute the optimal values range using two classic nonlinear problems. Then, the optimal values range are obtained by direct inspection for a special kind of interval polynomial programming (IPP) problems. Two numerical examples are given to verify the effectiveness of the proposed method.
Keywords: Interval uncertainty, Interval nonlinear programming, Optimal values range, Interval polynomial, Boundary functions -
There are several methods to compute the optimal bounds of the objective function for interval quadratic programming (IQP) problems, but no method has yet been suggested to calculate a set of optimal solutions of IQP problems. This paper presents an accurate set of optimal solutions for the interval quadratic programming problems. The optimal solution of the quadratic programming problem is not essentially an extreme point. We rst propose conditions that make the optimal solutions of the IQP to extreme points and then, using these conditions, we compute the exact set of optimal solutions for the IQP problem.
Keywords: Interval matrix, interval quadratic programming, optimal solution set, extreme point -
Introduction
In recent decades zirconium oxide has been introduced in the field of dentistry as a high-strength ceramic. Unlike its mechanical advantages, however, due to its inert chemical properties, it bonds poorly to other substrates, so improving bonding strength to an adhesive material is necessary.
MethodsIn this experimental study, 70 ceramic zirconia blocks were prepared and distributed randomly among 7 groups. Then the shear bond strengths were determined and the samples were examined by a scanning electron microscope (SEM). Statistical analysis was performed by one-way ANOVA and multiple Tukey comparisons.
ResultsOne-way analysis of variance (ANOVA) showed that laser irradiation distance has a significant effect on orthodontics brackets bond strength to zirconia-ceramics. Based on the Tukey post hoc test, each group was compared with other groups and the contact mode and 2 mm distance groups showed significantly higher bond strength than other groups (P-value <0.05).
ConclusionOrthodontic bracket bond strength to zirconia-ceramics will be reduced by increasing Er: YAG laser irradiation distance from samples. The highest bond strength will be achieved when the laser irradiation distance is 2 mm or when the laser beam is in contact with samples.
Keywords: Orthodontic bracket bond strength, Zirconia surface, Laser radiation distance, Er:YAG Laser -
در این مقاله تعیین ناحیه ی جواب مدل های برنامه ریزی خطی بازه ای (ILP)که در حالت کلی یک مسئله ی NP سخت است، در نظر گرفته شده است. در تمامی روش های حل مدل های ILP تنها شرط شدنی بودن (یعنی جلوگیری از نقض قیود) مدنظر قرارگرفته است. روش حالات بهترین - بدترین (BWC) یکی از روش های حل مدل ILP هست. گرچه این روش بهترین و بدترین مقادیر تابع هدف را تعیین می کند اما برخی از جواب های حاصل، نشدنی می باشند. برای تضمین شدنی بودن جواب ها روش دو گامی بهبودیافته (ITSM)، روش برنامه ریزی خطی اصلاح شده (MILP) پیشنهادشده است. هرچند در این روش ها، تمام جواب ها شدنی اند اما برخی از آن ها بهینه نمی باشند. با استفاده از یک رویکرد جدید، ناحیه جوابی برای حل مدل ILP معرفی می شود که با استفاده از دو آزمون، شدنی بودن و بهینگی فضای حاصل تضمین می گردد.کلید واژگان: برنامه ریزی خطی بازه ای، روش BWC، روش ITSM، روش MILP، عدم قطعیتIn this paper, solution space of interval linear programming (ILP) models that is a NP-hard problem, has been considered. In all of the solving methods of the ILP, feasibility condition has been only considered. Best-worst case (BWC) is one of the methods for solving the ILP models. Some of the solutions obtained by the BWC may result in an infeasible space. To guarantee that solution is completely feasible, improved two-step method (ITSM) is proposed. By using a new approach, we introduce a space for solving ILP models in which by two tests, feasibility and optimality of the obtained space has been guaranteed.Keywords: Interval linear programming, BWC, ITSM, MILP, Uncertainty
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.