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1、最优控制与滤波作业题变分学1 求泛函,的极值曲线。2 已知线性系统的状态方程其中给定,求,使性能指标为最小。3 受控系统的状态方程、初始条件和目标集分别为 试写出使为最小的必要条件,其末端时间是可变的。4 已知受控系统,试求和tf,使系统在tf时刻转移到坐标原点,且使为最小。5 已知线性二阶系统的微分方程及初始条件为 求最优控制,使a) ,b) ,c) ,d) ,e) 为最小。注:其中a), b)求最优解,c), d),e)只需写出必要条件。最小值原理1 设受控系统为,试写出在约束条件下,系统由初始条件转移到目标集:,且使性能指标为最小的必要条件,其中未定。2 考虑二阶系统 。 控制约束为,试
2、确定将系统在时刻转移到零状态,且使性能指标最小的最优控制,其中未定。最优时间1 已知受控系统,试求满足约束条件,将系统由任意给定的初态转移到坐标原点的时间最优控制。LQ1 已知一阶受控系统。性能指标函数取为:,试求使性能指标J为最小的最优控制律。2 一阶受控系统。性能指标函数取为:,试求使J为最小的最优控制律。3 设线性系统及二次型性能指标分别为,试求最优控制律。4 设线性系统的状态方程为:,初始条件为:,试求最优控制,使性能指标:取极小值,并证明Riccatti方程及终端条件分别为: ,式中;F(t)0对称, R(t)0对称, Q(t)-M(t)R-1(t)MT(t)0对称.5 设系统x(k+1)=Ax(k)+Bu(k)为,其中,:(1) ,自由,求使J最小的最优控制序列;(2) 时,求使J最小的最优控制序列;(3) 最小的最优控制律。滤波1 分析如下系统,其中x为标量,为1维零均值高斯白噪声序列,其协方差矩阵大于零且有界。假设x(0)为零均值高斯随机向量且独立于,且其方差矩阵是任意大的正数,即。试利用Kalman滤波公式证明:,。2. 设标量系统,其中模型噪声和量测噪声为互不相关的零均值高斯白噪声序列,即, ,, , 已知初始状态的统计特性为:,且与都互不相关。,。试求:(1)最优滤波估计和;(2)稳态滤波增益与滤波方程。4