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2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

An Adaptive POD Approximation Method for the Control of Advection-Diffusion Equations

verfasst von : Alessandro Alla, Maurizio Falcone

Erschienen in: Control and Optimization with PDE Constraints

Verlag: Springer Basel

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Abstract

We present an algorithm for the approximation of a finite horizon optimal control problem for advection-diffusion equations. The method is based on the coupling between an adaptive POD representation of the solution and a Dynamic Programming approximation scheme for the corresponding evolutive Hamilton–Jacobi equation. We discuss several features regarding the adaptivity of the method, the role of error estimate indicators to choose a time subdivision of the problem and the computation of the basis functions. Some test problems are presented to illustrate the method.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Bardi, I. Capuzzo Dolcetta, Optimal Control and Viscosity Solutions of Hamilton–Jacobi-Bellman Equations (Birkhäuser, Basel, 1997) CrossRef M. Bardi, I. Capuzzo Dolcetta, Optimal Control and Viscosity Solutions of Hamilton–Jacobi-Bellman Equations (Birkhäuser, Basel, 1997) CrossRef
2.
Zurück zum Zitat S. Cacace, E. Cristiani, M. Falcone, A. Picarelli, A patchy dynamic programming scheme for a class of Hamilton–Jacobi-Bellman equations. SIAM J. Sci. Comput. 34, 2625–2649 (2012) MathSciNetCrossRef S. Cacace, E. Cristiani, M. Falcone, A. Picarelli, A patchy dynamic programming scheme for a class of Hamilton–Jacobi-Bellman equations. SIAM J. Sci. Comput. 34, 2625–2649 (2012) MathSciNetCrossRef
3.
Zurück zum Zitat E. Carlini, M. Falcone, R. Ferretti, An efficient algorithm for Hamilton–Jacobi equations in high dimension. Comput. Vis. Sci. 7(1), 15–29 (2004) MathSciNetCrossRef E. Carlini, M. Falcone, R. Ferretti, An efficient algorithm for Hamilton–Jacobi equations in high dimension. Comput. Vis. Sci. 7(1), 15–29 (2004) MathSciNetCrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. Falcone, Numerical solution of dynamic programming equations, Appendix in Optimal Control and Viscosity Solutions of Hamilton–Jacobi-Bellman Equations, ed. by M. Bardi, I. Capuzzo Dolcetta (Birkhäuser, Boston, 1997), pp. 471–504 M. Falcone, Numerical solution of dynamic programming equations, Appendix in Optimal Control and Viscosity Solutions of Hamilton–Jacobi-Bellman Equations, ed. by M. Bardi, I. Capuzzo Dolcetta (Birkhäuser, Boston, 1997), pp. 471–504
5.
Zurück zum Zitat M. Falcone, R. Ferretti, Semi-Lagrangian Approximation Schemes for Linear and Hamilton–Jacobi Equations (SIAM, Philadelphia, to appear) M. Falcone, R. Ferretti, Semi-Lagrangian Approximation Schemes for Linear and Hamilton–Jacobi Equations (SIAM, Philadelphia, to appear)
6.
Zurück zum Zitat M. Falcone, T. Giorgi, An approximation scheme for evolutive Hamilton–Jacobi equations, in Stochastic Analysis, Control, Optimization and Applications: A Volume in Honor of W.H. Fleming, ed. by W.M. McEneaney, G. Yin, Q. Zhang (Birkhäuser, Basel, 1999), pp. 289–303 CrossRef M. Falcone, T. Giorgi, An approximation scheme for evolutive Hamilton–Jacobi equations, in Stochastic Analysis, Control, Optimization and Applications: A Volume in Honor of W.H. Fleming, ed. by W.M. McEneaney, G. Yin, Q. Zhang (Birkhäuser, Basel, 1999), pp. 289–303 CrossRef
7.
Zurück zum Zitat K. Kunisch, S. Volkwein, Control of Burgers’ equation by a reduced order approach using proper orthogonal decomposition. J. Optim. Theory Appl. 102, 345–371 (1999) MathSciNetCrossRef K. Kunisch, S. Volkwein, Control of Burgers’ equation by a reduced order approach using proper orthogonal decomposition. J. Optim. Theory Appl. 102, 345–371 (1999) MathSciNetCrossRef
8.
Zurück zum Zitat K. Kunisch, S. Volkwein, Galerkin proper orthogonal decomposition methods for parabolic problems. Numer. Math. 90, 117–148 (2001) MathSciNetCrossRef K. Kunisch, S. Volkwein, Galerkin proper orthogonal decomposition methods for parabolic problems. Numer. Math. 90, 117–148 (2001) MathSciNetCrossRef
9.
Zurück zum Zitat K. Kunisch, S. Volkwein, Optimal snapshot location for computing POD basis functions. ESAIM: M2AN 44, 509–529 (2010) MathSciNetCrossRef K. Kunisch, S. Volkwein, Optimal snapshot location for computing POD basis functions. ESAIM: M2AN 44, 509–529 (2010) MathSciNetCrossRef
10.
Zurück zum Zitat K. Kunisch, S. Volkwein, L. Xie, HJB-POD based feedback design for the optimal control of evolution problems. SIAM J. Appl. Dyn. Syst. 4, 701–722 (2004) MathSciNetCrossRef K. Kunisch, S. Volkwein, L. Xie, HJB-POD based feedback design for the optimal control of evolution problems. SIAM J. Appl. Dyn. Syst. 4, 701–722 (2004) MathSciNetCrossRef
11.
Zurück zum Zitat K. Kunisch, L. Xie, POD-based feedback control of burgers equation by solving the evolutionary HJB equation. Comput. Math. Appl. 49, 1113–1126 (2005) MathSciNetCrossRef K. Kunisch, L. Xie, POD-based feedback control of burgers equation by solving the evolutionary HJB equation. Comput. Math. Appl. 49, 1113–1126 (2005) MathSciNetCrossRef
12.
Zurück zum Zitat A.T. Patera, G. Rozza, Reduced Basis Approximation and a Posteriori Error Estimation for Parameterized Partial Differential Equations. MIT Pappalardo Graduate Monographs in Mechanical Engineering (2006) A.T. Patera, G. Rozza, Reduced Basis Approximation and a Posteriori Error Estimation for Parameterized Partial Differential Equations. MIT Pappalardo Graduate Monographs in Mechanical Engineering (2006)
13.
Zurück zum Zitat M.L. Rapun, J.M. Vega, Reduced order models based on local POD plus Galerkin projection. J. Comput. Phys. 229, 3046–3063 (2010) MathSciNetCrossRef M.L. Rapun, J.M. Vega, Reduced order models based on local POD plus Galerkin projection. J. Comput. Phys. 229, 3046–3063 (2010) MathSciNetCrossRef
14.
Zurück zum Zitat F. Tröltzsch, Optimal Control of Partial Differential Equations: Theory, Methods and Applications (AMS, Providence, 2010) MATH F. Tröltzsch, Optimal Control of Partial Differential Equations: Theory, Methods and Applications (AMS, Providence, 2010) MATH
Metadaten
Titel
An Adaptive POD Approximation Method for the Control of Advection-Diffusion Equations
verfasst von
Alessandro Alla
Maurizio Falcone
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer Basel
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-0348-0631-2_1