Polytechnique Mathématiques 1 PC 2002Sujet
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Mathématiques 1, X-ESPCI PC 2002 : équations différentielles à commande et contrôle optimalAfficher ou masquer la section
Présentation du sujet
Le sujet étudie des systèmes linéaires régis par une équation différentielle dépendant d'une fonction de commande, dans le but de trouver la commande qui minimise un coût donné. Après des préliminaires sur l'exponentielle de matrice, la première partie établit l'existence et l'unicité de la solution du système commandé, puis caractérise la commande optimale non contrainte à l'aide d'une fonction adjointe. La deuxième partie restreint la commande à un intervalle borné et applique ces résultats à un problème concret de freinage optimal d'un mobile.
- 1Préliminaires : exponentielle de matriceOn établit la convergence, la continuité et les propriétés algébriques de l'exponentielle de matrice, utilisée pour résoudre les équations différentielles linéaires du problème.
- 2Première partie : système commandé et coût optimalOn établit l'existence et l'unicité de la solution du système linéaire commandé, on introduit une fonction de coût quadratique et une fonction adjointe qui caractérise la commande minimisant ce coût.
- 3Deuxième partie : commande contrainte et applicationOn restreint les commandes à un intervalle borné, on caractérise la commande optimale par une inégalité variationnelle, puis on applique ces résultats à un problème de freinage optimal d'un mobile en dimension 2.
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ÉCOLE POLYTECHNIQUE
ÉCOLE SUPÉRIEURE DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE INDUSTRIELLES
PREMIÈRE COMPOSITION DE MATHÉMATIQUES
Préliminaires
b) Montrer que, pour toutes matrices
Première partie
b) Montrer que
4. Montrer que, pour tout
5. Montrer que
6.a) Montrer qu'il existe une unique fonction
7.a) Déduire des questions précédentes que
Deuxième partie
8.a) L'ensemble
b) Montrer que si
9. Montrer que
10.a) Écrire ce problème sous la forme (2) avec des matrices
b) Trouver
c) Montrer que
11.a) Soit
b) Soit
(i)
(ii)
12. On suppose que
a) On considère
b) Montrer que
c) On considère le cas où
Questions fréquentes
4 questionsSur quels chapitres porte le sujet de maths 1 X-ESPCI PC 2002 ?Afficher ou masquer la section
Questions fréquentes
4 questionsSur quels chapitres porte le sujet de maths 1 X-ESPCI PC 2002 ?
Il porte sur l'exponentielle de matrice, les équations différentielles linéaires, les normes d'espaces vectoriels et des notions d'optimisation appliquées au contrôle de systèmes.
Les deux parties sont-elles indépendantes ?
Non, la deuxième partie sur les commandes contraintes réutilise les résultats de la première partie sur l'existence de la solution et la fonction adjointe.
Qu'est-ce qu'une commande optimale dans ce sujet ?
C'est la fonction de commande qui minimise un coût quadratique dépendant de la trajectoire du système et de l'énergie de la commande, caractérisée à l'aide d'une fonction adjointe.
Ce sujet est-il faisable en première année ?
Non, il mobilise l'exponentielle de matrice et des notions d'optimisation de deuxième année, appliquées à des équations différentielles linéaires à second membre.
Pas de description pour le moment
