Об оптимальности особых управлений в одной задаче оптимального управления | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/2

Об оптимальности особых управлений в одной задаче оптимального управления

Рассматривается одна задача оптимального управления, занимающая промежуточное положение между задачами оптимального управления системами с сосредоточенными и с распределенными параметрами. Установлены необходимые условия оптимальности особых управлений в смысле принципа максимума Понтрягина.

On optimality of singular controls in an optimal control problem.pdf Исследуется ряд задач оптимального управления [1, 2], занимающих промежуточное место между задачами оптимального управления системами с сосредоточенными и с распределенными параметрами. Как отмечано в [1], эти задачи тесно связаны с задачами оптимального управления с сосреточечными параметрами, но вместе с тем могут быть интерпретированы так же, как задачи оптимального управления для уравнений в частных производных, с управлением на границе (граничная задача оптимального управления для одной системы с распределенными параметрами). В [1, 2] для подобных задач получены необходимые условия оптимальности типа принципа максимума Л.С. Понтрягина и достаточные условия оптимальности типа В.Ф. Кротова. В предлагаемой работе исследуется задача оптимального управления типа [1, 2] с несколько иным критерием качества. При помощи метода приращений сначала установлены необходимые условия оптимальности первого порядка в форме принципа максимума Понтрягина (см., напр., [3, 4]). Заметим, что принцип максимума Понтрягина, являясь необходимым условием оптимальности первого порядка, нередко вырождается, становясь неэффеек-тивным. Такие случаи называют особыми а соответствующие управления - особыми управлениями. Для исследования на оптимальность особых управлений надо иметь новые необходимые условия оптимальности. В работе, применяя методику, предложенную и развитую авторами [5-11] и др., исследуются также особые случаи. Суть применяемой схемы заключается в построении новых формул приращения второго порядка критерия качества, позволяющие получить необходимые условия оптимальности первого и второго порядков с единых позиций. Для задачи, рассматриваемой в статье, особые управления исследуются впервые. Заметим,что особые управления возникают во многих прикладных задачах оптимального управления (см., напр., [12-14]). 2. Постановка задачи Допустим, что управляемый процесс в области D = T х X (T = [t0, t, ], X = [x0, x, ]) описывается системой дифференциальных уравнений zt (t,x) = f (t,x,z(t,x),u(t,x)), (t,x)e D , (1) с начальным условием z (t0, x ) = y (x), x e X. (2) Здесь f (t, x, z, u) - заданная n-мерная вектор-функция непрерывная по совокупности переменных вместе с частными производными по z до второго порядка включительно, t0, t,, x0, x, - заданы, u (t, x) - r-мерная кусочно-непрерывная по t (с конечным числом точек разрыва первого рода) при всех x e X и непрерывная по x при всех t e T управляющая вектор-функция со значениями из заданного непустого и ограниченного множества U с Rr, т.е. u(t,x)eU сRr, (t,x)e D . (3) а y (x) - управляемая начальная вектор-функция, определяемая из уравнения y = g ( x, y, v), x e X , (4) с начальным условием y (x0 ) = y0 , (5) где g (x, y, v) - заданная n-мерная вектор-функция непрерывная по совокупности переменных вместе с частными производными по y до второго порядка включительно, y0 - заданный постоянный вектор, v (x) - q-мерный кусочно-непрерывный (с конечным числом точек разрыва первого рода) вектор управляющих воздействий со значениями из заданного непустого и ограниченного множества V с Rq ,т.е. v(x)e V с Rq, x e X . (6) Пару (u (t, x), v (x)) с вышеприведенными свойствами назовем допустимым управлением. Под решением задачи (1), (2), (4), (5), соответствующем допустимому управлению (u (t, x), v (x)), понимается пара (z (t, x), v (x)) функций z (t, x), y (x), непрерывных по совокупности переменных, при этом z (t, x) и y (x) - кусочно гладкие по t и x (с конечным числом точек разрыва первого рода) соответственно и удовлетворяющие соотношениям (1), (2), (4), (5). На решениях задачи (1), (2), (4), (5), порожденных всевозможными допустимыми управлениями, определим функционал x1 S(u,v) = ф(у (x,))+ | G (x, z (t,, x))dx . (7) x0 Здесь ф( y), G (x, z) - заданные скалярные функции непрерывные по совокупности переменных вместе с частными производными по y, z соответственно до второго порядка включительно. Допустимое управление (u0(t, x), v0(x)), доставляющее минимум функционалу (7) при ограничениях (1) - (6), назовем оптимальным управлением, а соответствующий процесс (u0 (t, x), v0 (x), z° (t,x), у0 (x)) - оптимальным процессом. Нашей целью является вывод необходимых условий оптимальности. 3. Формула для приращения второго порядка критерия качества Пусть (u (t,x),v(x)) - фиксированное, а (u (t, x) = u (t, x) + Дu (t, x), v (x) = v (x) + Дv (x)) - произвольные допустимые управления. Через (z (t, x), у (t)), (z (t, x) = z (t, x) + ^ (t, x), у (t) = у (t) + Ду (t)) обозначим соответствующие им решения задач (1), (2), (4), (5) и запишем приращение функционала (7), соответствующее этим допустимым управлениям Д^ (u 0, v°) = S (u, v)-S (u 0, v°) = x1 = [Ф(у (x,)) - Ф(у0 (x, ))] + J [G (x, z (t,, x)) - G (x, z0 (t,, x))] dx . (8) x0 Далее, ясно, что приращение (Az(t,x),Ду(x)) состояния (z°(t,x),у0^)) является решением системы дифференциальных уравнений Д2{ (t,x) = f (t,x,z (t,x),u (t,x))-f (t,x,z0(t,x),u0(t,x)) ; (9) Az(t0,x) = Ду(x), xeX ; (10) Ду(x) = g(x,у (x),v (x))-g(x,у0 (x),v0 (x)) ; (11) Ду (x0 ) = 0. (12) Предположим, что y0(t, x) (p°(x)) - пока неизвестная n -мерная векторфункция, удовлетворяющая тем условиям гладкости, которые нужны для корректности дальнейших рассуждений. Умножая обе части соотношения (9) ((11)) слева скалярно на y0(t, x) (p° (x)), а затем интегрируя обе части полученного соотношения по области D (по t от t0 -го до t1 ) и введя обозначения H(t,x,z,u,у0) = у0 f (t,x,z,u), M(x,у,v,p0) = p° g(x,у,v), получим h xi ' JJ У0 (t, x) Azt (t, x) dx dt = г0 x0 h xi = JJ I!H(t,x,z(t,x),u (t,x),у0 (t,x))-H(t,x,z0 (t,x),u° (t,x),у0 (t,x))]dxdt; (13) г0 x0 x1 x1 J p°' ^)Ду (x)dx = J[m (x, у (x), v (x), p0(x))-M (x, у0^), v° (x), p0(x)) dx .(14) Далее, с учетом (10) и (12) имеем t1 x1 ' J J y0 (t, x) Azt (t, x) dx dt = t0 x0 x1 t1 x1 = J [y° (t1,x)aAz(t1,x)-y° (t0,x)Ay(x)dx^ J y0 (t,x)dxdt; (15) x0 t0 x0 x1 x1 Jp°'(x)Ay(x)dx = p°'(x1 )Ay(x1)-Jp°'(x)Ay(x)dx . (16) x0 x0 С учетом тождеств (13) - (16) формула приращения (8) записывается в виде x1 AS(u° ,v°) = [ф(У (xj)) -ф(у°(xj ))]+ J [G (x, z (t1, x)) - G(x, z° (1, x))] dx + x0 x1 ' x1 ' + Jy° (t1,x)Az(t1,x)dx- J y° (t0,x)Ay(x)dx- . x0 x0 t1 x1 x1 -J J У ° ' (t, x )Az (t, x) dx dt + p°'(x1 )Ay (x1)-J p °'(x )Ay (x )dx - (17) t0 x0 x0 t1 x1 -JJ[ H (t, x, z (t, x), u (t, x), y° (t, x)) - H (t, x, z ° (t, x), u° (t, x), y° (t, x)) dx dt t0 x0 x1 - J [m (x, y (x), v (x), p° (x))-M (x, y° (x), v° (x), p° (x))dx. x0 Для простоты изложений в дальнейшем будут использованы следующего типа обозначения: Aй(tx)H (t, x) = H (t, x, z° (t, x), u (t, x), y° (t, x))- H (t, x, z° (t, x), u° (t, x), y° (t, x)), Av(x)M(x) = M(x,y°(x),v (x),p°(x))-M(x,y°(x),v°(x),p°(x)) , fz (t, x) = fz (t, x, z°(t, x), u°(t, x)), gy (x) = gy (x,У°(x),v°(x)) . По предположению f (t, x, z, u), g (x, y, v), ф( y) и G (x, z) достаточно гладкие функции. Поэтому используя формулу Тейлора из (17), получим x1 AS(u°, v° ) = фy (y° (x1)) Ay (x)+ J G\ (x, z° (t1, x)) Az (t1, x) dx + x0 x1 x1 + Jy° (t1,x)Az(t1,x)dx + p° (x1 )Ay(x1)-J Jy° (t,x)Az(t,x)dxdtx0 t0 x0 x1 x1 x1 -J p° (x )Ay (x)dx - J J Au(t x )H (t, x )dxdt - J J H'z (t, x )Az (t, x )dxdt x0 t0 x0 t0 x0 tj xi 1 tj xi -J J Д^(t xH (t, x)Az (t, x) dxdt--JJAz ' (t, x)Hzz (t, x)Az (t, x) dxdt t0 x0 t0 x0 x1 x1 x1 - J Дv(x)M (x)dx - J му (x)Ду (x) dx - J Дv{x)M'y (x) Ду (x) dx -x0 x0 x0 1 x1 1 -- J Ду ' (x)Муу (x)Ду (x) dx + 2 Ду ' (x, )фуу (у0 (x, )) Ду (x,) + x0 1 x1 0 +- J Az' (t,, x) Gzz (x, z0 (t,, x)) Az (t,, x) dx + n, (Au, Дv), (18) x0 где по определению n (Au, Дv) остаток формулы приращения определяемая формулой xi xi П, (Au, Av) = 0, (Ду (x, )2 ) + J 0- (||Az (t,, x)Ц2 ) dx - J 03 (Ду (x)||2 ) dx x0 x0 tj x1 1 tj x1 -JJ04 (|| Az(t,x)Ц2)dxdt - JJAz'(t,x)Aux)Hzz (t,x)Az(t,x)dxdtt0 x0 t0 x0 1 x1 - - J Ду' (x)AV(x)Муу (x)Ду (x)dx, (19) x0 а величины 0г- (•), i = 1,4, определяются из разложений ф(у (x,))-ф(у 0(x, )) = ф у (у 0(x, ))Ду (x,)+2 Ду' (x, )ф уу (у 0(x, ))Ду (x, ) + 0, (||Ду (x,)2 ), G(x,z (tj,x)) -G(x,z0 (tj,x)) = G'z (x,z0 (t,,x)) Az(t,,x) + 1 xi +- J Az'(t1,x)Gzz (x,z0 (tj,x)) Az(tj,x)dx + 02 (Az(t,,x)2), 2 ■ x0 M (x, у (x),v (x), p0 (x))-M (x, у0 (x),v (x), p° (x))=M'y (x, у0 (x),v (x), p0 (x))Дy(x) + +-Ду '(x)My, (x, у 0(x),v (x), p0(x))Дy (x) + 03 ((у (x) 2 ), H(t,x,z (t,x),u (t,x),у0 (t,x))-H(t,x,z0(t,x),u (t,x),у0 (t,x)) = = Hz (t, x, z0 (t, x), u (t, x), у0 (t, x)) Az (t, x) + + 2 Az' (t, x)Hzz (t, x, z0 (t, x), u (t, x), у0 (t, x)) Az (t, x) + 04 (||Az (t, x)2 ). Здесь и в дальнейшем ||а|| - норма вектора в Rn, а 0i (а2) означает, что 0(а22 ^0 при а^-0. Если предполагать, что (y° (t, x), p° (x)) есть решение задачи y°(t, x) = -Hz (t, x); (20) y°(t1, x ) = -Gx (x, z °(t1, x)); (21) p°(x) = -My (x)-y°'(t0,x); (22) p°(x1 ) = -Фу (y°(x1)), (23) то формула приращения (18) примет вид AS (u°, v°) = - J xJ Au (t,x )H (t, x) dx dt - xJ Av (x )M (x )dx + ?0 x0 x0 1 1 x1 +^ Ay ' (x1 )фyy (y° (x)) Ay (x1) + 2 J Az' (t1, x) Gzz (x, z° (, x)) Az (1, x) dx x0 ^ x1 1 t1 x1 -JJ Au(t x)H'Z (t, x)Az (t, x)dxdt - JJ Az ' (t, x) Hzz (t, x) Az (t, x) dx dt - Ю x0 ■ч 1 -4 -J Av(xM'y (x)Ay(x)dx-^ J Ay '(x)Myy (x)Ay(x)dx + гц (Au,Av). (24) x0 x0 Далее, из (9) - (12) получаем, что (Az (t, x), Ay (x)) является решением линеаризованной задачи Azt (t, x) = fz (t, x)-Au(t, x)f (t, x) + П2 (t, x, Au), (t, x) e D ; (25) Az(t0,x) = Ay(x), xeX ; (26) Ay(x) = gy (x) + Av(x)g (x) + П3 (^ Av); (27) Ay (x0 ) = 0, (28) где по определению П2 (U X Au ) = Au(t, x )fz (t, x )Az (t, x ) + °5 (lAz x )\\) , П1(x, Av) = Av(x)gy(x )Ay(x ) + °6 OIAV(x ^1). Здесь величины °i (•), i = 5,6, находятся из разложений f (t, x, z (t, x), u (t, x)) - f (t, x, z (t, x), u (t, x)) = = f (t, x, z (t, x), u (t, x))Az (t, x) + °5 (||Az (t, x)||), g ( y (x ^ v (x))-g ( ^ y°(x), v (x )) = = gy (x,y° (x),v (x)) Ay (x) + °6 (Ay(x)). Интерпретируя уравнения (25), (27) как линейные дифференциальные уравнения относительно Az (t, x) и Ay (x) соответственно, на основе формулы Коши о представлении решений линейных неоднородных дифференциальных уравнений (см., напр., [15-17]) получаем, что решения задач (25) - (28) допускают соответственно представления в виде t Az (t, x) = F (t, t0 x)Ay (x) + J F (t,т, x)Au(T x) f (т, x)dт + п4 (t, x, Au); (29) h x Ay(x)= ^(x,s)Av(s)g(s)ds + П5 (x,Av). (30) x0 Здесь, по определению, t П4 (t,x, Au) = JF(t,тx)r|2 (т,x, Au)dт , h x П5 (x, Av) = J Ф^,s)n3 (s, Av)ds . x0 Далее, учитывая (30) в (29), получим x Az (t, x) = J F (t, t0 x) Ф(x, s) Av(s)g (s) ds + x0 t +J F(t, x, т) Au(т x) f (т, x) dт + n6 (t, x, Au, Av), (31) t0 где по определению П6 (t, x, Au, Av) = n4 (t, x, Au) + F (t, t0 x)n5 (x, Av). (32) Используя независимость и произвольность допустимых управлений u (t, x) и v (x), положим Au (t, x) Ф 0 , а Av (x) = 0. Тогда представление (31) примет вид t Az(t,x) = JF(t,т, x)Au( x) f (т, x)dт + п6 (t, x, Au,0), (33) h а из формулы приращения (24) критерия качества (7) будем иметь ^ x1 1 x1 AuS (u° ,v°) = -JJAu(t,x)H (t, x)dxdt +11 JAz '(1, x)Gzz( z(fx, x))Az (t1, x)dx -x0 x0 1 x1 x1 -J J Az'(t,x)Hzz (t,x)Az(t,x)dxdt- J J Au{t x)H'z (t,x)Az(t,x)dxdt + n1 (Au,0). (34) x0 x0 Займемся преобразованием отдельных слагаемых в формуле (34), используя представление (33). Имеем x1 J Az'(t1, x)Gzz (x, z° (t1, x))Az (t1, x)dx = x0 x1 t1 t = JJ J Au (т, x )f' (т, x )F' (t1, T, x )Gzz (x, z ° (t1, x )) F (t1, ^ x) Au (s,x)f (s, x ) d т dsdx + + И Au (т, x)f' К x) F' (t1, Т x) Gzz (x, Z0 (t1, x)) Пб (t1, x Дu,0) dT dx + x0 % x1 + J n6 (t2,x, Au,0)GZZ (x,z0 (t,,x)) Az(t,,x)dx, (35) "1 --1 "1 --1 JJAu(t,x)HZ (t, x)Az (t, x)dxdt = JJ "1 JAu(T,x)HZ x)FЫ,x)dT Д u(t ,x)f (t, x)dxdt + "1 '-I hJ J Au (t, x)HZ (t, x)Пб (t, X, Дu,0) dxdt. (36) По аналогии с [5-11] и др. получаем, что "1 'Ч J J Az' (t, x)HZZ (t, x)Az (t, x)dxdt ■■ «i xi f i i0 x0 t- xj t- J JJAu (t, x )f (T, x ) J F' (t, T, x )Hzz (t, x )F (t, s, x )dt U u (|s,x)f (s, x )dxdt + max (t, s) J Л Hzz (t,x)n6 (t,x, Au,0)dxdt + (37) +JJ JF ( T x ) au(t, x)f (T x )dT % x0 V % «i x1 +J J П6 (t, x, Au,0)HZZ (t, x)Az (t, x)dxdt. г0 x0 Положим по определению t1 K(x,т,s)= J F'(t,т,x)HZZ (t,x)F(t,s,x)dtmax (t, s) -F'(t,,т,x)Gzz (x,z0 (tj,x))F(t,,s,x). (38) JA!(I,X)HZ ('■ x)F(TI,xT JJ Au(tx)f (t, x)dsdx + n7 (Au). (39) Теперь, учитывая тождества (35) - (37), в формуле приращения (34) получим h xi AuS(u0,v0) = -J J Au(,x)H (t, x)dxdt - ?0 x0 - г1 г1 x1 - 2 JJJ A x)f' x )K ^ T s ) Au (s, x )f (s, x )d T dsdx + 1 x1 П7 (Au) = n1 (Au)+ - Jn6 ((,x, Au,0)Gzz (x,z° ((,x))Az(t1,x)dx + x0 1 x111 + 2 J J Aй(т,x)f' (T, x) F' , т x) Gzz (x, z° (^ x)) (t1, x, Au ,0) dт dx - Л0 l0 t1 x1 1 -1 '4 1 2 ff JF (t, T, x ^(т, x )f (т, x )d т H zz (t, x )n6 (t, x, Au,0 )dxdt - 111 x1 - JJn6 (t,x, Au,0)Hzz (t,x)Az(t,x)dxdt. U x Если предполагать, что Au (t, x) = 0 , Av (x0, то представление (31) примет вид Az(t,x) = J F(t,t0,x)Ф(x,s)Av(s)g(s)ds + n6 (t,x,0, Av), (40) x0 а из формулы приращения (34) получим Av S (u ° ,v°) = S (u ° ,v)-S (u ° ,v°) = x1 1 = - J Av(x)M (x)dx + 2 Ay' (x1)Фуу (у° (x1)) Ay (x1) + x0 1 x1 1 x1 +- J Az'(t1,x)Gzz (x,z° (t1,x)) Az(t1,x)dx - J Ay'(x)Myy (x)Ay(x)dxx0 x0 x1 111 x1 - J Av(x)My (x)Ay (x) dx - J J Az' (t, x)Hzz (t, x) Az (t, x)dxdt + n1 (0, Av). (41) x0 t0 x0 При помощи представлений (30) доказывается справедливость соотношений Ay'(x1 )ф yy (y°(x1 ))Ay(x1 ) = x1 x1 = J J Av(m)g'ИФ'^,т)фyy ((x1 ))(x^)AvWg(i)dmdl + x0 x0 x1 + J Av(m)g'(m)ф'(x1 ,m)фyy ( (x1 )) (x1 ,Av)dx+n5 (x1 ,Av)фyy (y° (x1 ))Ay(x1), (42) x0 x1 Здесь по определению JAv(xM'y (x)Ay (x)dx = 0 --1 --1 J JAv(m)My (m)ф(x,m)dm --1 Av (x )g (x )dx + Ja v (x)M^y (x)П5 (x Av)dx, (43) J Ду'(x)Myy (x)Ay(x)dx = = JJ A v(m)g' (m)| J Ф ' (x,m)Myy (x^x^dxjA^ g (l)dmdl + x0 x0 Jmax(m,£) J x, f x Л x + J ^(xm^m^(m)dm Myy(x)n5(x,Av)dx + Jn5(x,Av)Myy(x)Ay(x)dx. (44) x0 V x0 / x0 Далее, используя представление (40), получим ■ч -ч J^ ' (t1, x )Gzz (x, z 0 (t1, x))Az (t1, x )dx = J JA-(m)g' (m ) X x0 x0 x0 , J Ф'^,m)F'(t,,t0,x)GZZ (x,z0(tj,x))f(t,,t0,x)Ф(x,I)dx JA-Wg(i)dmdl + ^max (m,^) J xi f x Л' + J J F (ti, ^(x m ) Av(m)g (m )dm Gzz (X, z0(ti, x)) (ti, X,0, Av )dx + x0 V x0 x1 + J n6 (t,, x,0, Av) Gzz (x, z0 (t,, x)) Az (t,, x)dx, (45) x0 Ij x- Ij x- x- JJ Az'(t,x)Hzz (t,x) Az(t,x)dxdt = JJ J дv(m)g'(m) x x0 ^ x0 x0 xj J Ф'(x,m)F'(t,t0,x)HZZ (t,x)F(t,t0,x)Ф(x,I)dxfA^g(£)dmd£ + ^max (m, £) J r Ij x- f x ^ +JJ Jf(t,t0,x)Ф(x,m)Av(m)g(m)dm Hzz (t,x)n6 (t,x,0, Av)dxdt + t0 x0 V x0 / «j xi +JJ n6 (t, x,0, Av )HZZ (t, x) Az (t, x) dx dt. (46) h x0 Полагая J (m, *) = -Ф' (x, m) фyy (у0 (x,)) Ф (x, I) x1 - J Ф'(x,m)F'(t,,t0,x)GZZ (x,z0(ti,x))F(t,,t0,x)Ф(x,L)dx + max (m,£) x1 + J Ф'^,m)Myy (x)Ф(x,£)dx + max (m, £) «i xi +J J Ф'(m)F'(t,t0,x)HZZ (t,x)F(t,t0,x)Ф(x,I)dxdt (47) t0 max(m, I) и учитывая тождества (42) - (46) в (39), получим Av(x)S(u°,v°) = S(u°,v)-S(u°,v°) = -2 J J Av(m)g'(m)J(m,I)Avwg(£)dmd£ + "4 JAv(mM'y (m)Ф(m,x)dm "4 J Av(x)g (x)dx + П8 (Av) (48) где по определению n (Av)=2 n5 (x1, Av)Фyy (y° (x1 ^ ау (x1) - 1 +2 J Av(m)g'(m)ф(x1,m)Фyy (У° (x1 ))П5 (x1,Av)dm - J Av(x)My (x)n5 (x, Av)dx - My (x)n5 (x,Av)dx + +2 J J F((1 ,t0 ,x)«(x,m)Av(m)g(m)dm Gzz ((z° (t1,x)) ((1,x,0,Av)dx + x0 V x0 1 x1 1 *1 x1 +2 J n6 ((,x,0, Av)Gzz (,z° (t1,x))Az(t1,x)dx-2 J J n6 ((,x,0,Av)Hzz (t,x)Az((,x)dxdt- 111 x1 x "2 JJ J F(t1 ,t0 ,x) 0 - некоторые постоянные. Применяя к неравенству (50) аналог леммы Гронуолла - Беллмана из [18] приходим к неравенству x1 ||Ду (x )||< L3 Л|Д^ (s)g (s,y°(s),v°(s))ds, (51) x0 (L4 = const > 0). Учитывая оценку (51) в неравенстве (49), а затем применяя к полученному неравенству леммы Гронуолла - Беллмана, приходим к оценке 1Д(t,x) 0 некоторое постоянное. Оценки (51), (52) в дальнейшем будут использованы при выводе необходимых условий оптимальности. 5. Необходимые условия оптимальности Специальное приращение управляющей функции u0(t, x) определим по формуле ч fu (x), t е[9,6 + 8), x е X, Ди8 (t,x) = [ v ' rL ' ' (53) 8V ' ' [0, t е T\[6,6 + 8), x е X. V 7 Здесь u(x)eU - произвольная непрерывная функция, 6e[t0,tj) - произвольная точка непрерывности управляющей функции u0(t,x) по t, а 8>0 произвольное малое число, такое, что 6 + 8 < t1. Через (Az8(t, x), Ду8(x)) обозначим специальное приращение состояния (z0 (t,x),у0 (x)), соответствующее приращению (53) управления u° (t,x). Ясно, что || Ду8 (x )|| = 0, а ||Дг8 (t, x)||< L6 8, (t, x) е D . (54) Учитывая (53), (54) в (39), получаем разложение x1 Д^yS(u0,v0) = -8 j Д^)H(6,x)dx + 0(8). (55) Теперь специальное приращение управляющей функции v0 (x) определим по формуле д^)-{0, xЖ,), 0 - произвольное достаточно малое число, такое, что | + ц < x,. Через (Az^(t, x), Ay^(x)) обозначим специальное приращение состояния (z0(t,x),у0(x)), отвечающее приращению (56) управляющей функции (u0(t,x),v0(x)) . Из оценок (51), (52) следует, что IK!,x))

Ключевые слова

formula of increment, necessary condition for optimality of singular controls, Pontryagin maximum principle, формула приращения, необходимое условие оптимальности особых управлений, принцип максимума Понтрягина

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Мансимов Камиль Байрамали оглыБакинский государственный университет ; Институт систем управления НАН Азербайджанадоктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой «Математическая кибернетика»; руководитель лаборатории «Управление в сложных динамических системах»kamilbmansimov@gmail.com; kmansimov@mail.ru
Расулова Шахла Маджид кызыАзербайджанский государственный педагогический университет ; Институт систем управления НАН Азербайджанапреподаватель; аспирантка
Всего: 2

Ссылки

Габасов Р., Кириллова Ф.М. Оптимизация линейных систем. Минск: Изд-во БГУ, 1973. 256 с.
Плотников В.И., Сумин В.И. Проблема устойчивости нелинейных систем Гурса - Дарбу // Дифференц. уравнения. 1972. № 5. С. 845-856.
Габасов Р., Кириллова Ф.М. Особые оптимальные управления. М.: URSS, 2013. 256 с.
Алексеев В.М., Фомин С.В., Тихомиров В.М. Оптимальное управление. М.: Наука, 1979. 429 с.
Ащепков Л.Т. Лекции по оптимальному управлению. Владивосток: Изд-во ДВУ, 1985. 165 с.
Параев Ю.И. Оптимальное управления двухсекторный экономикой // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2014. № 3(28). С. 4-11.
Параев Ю.И., Грекова Т.И., Данилюк Е.Ю. Аналитическое решение задачи оптимального управления односекторной экономикой на конечном интервале времени // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2011. № 4(17). С. 4-15.
Абдуллаев А.А., Мансимов К.Б. Необходимые условия оптимальности в процессах, описываемых системой интегральных уравнений типа Вольтерра. Баку, 2013. 224 с.
Mardanov M.J, Mansimov K.B. Necessary optimality conditions of guasisingular controls in optimal control problem described by integro-differential equations // Proc. Inst. Mech.and Matem. ANAS. 2015. V. 41. № 1. P. 113-122.
Марданов М.Дж., Мансимов К.Б., Меликов Т.К. Исследование особых упралений и необходимые условия оптимальности второго порядка в системах с запаздыванием. Баку: Элм, 2013. 355 с.
Мансимов К.Б., Марданов М.Дж. Качественная теория оптимального управления системами Гурса - Дарбу. Баку: Изд-во ЭЛМ, 2010. 360 с.
Мансимов К.Б. Особые управления в системах с запаздыванием. Баку: Изд-во ЭЛМ, 1999. 176 с.
Мансимов К.Б. Исследование особых процессов в задачах оптимального управления: автореф. дис.. д-ра физ.-мат. наук. Баку: БГУ, 1994. 42 с.
Мансимов К.Б. Об одной схеме исследования особого случая в системах Гурса - Дарбу // Изв. АН Азерб. ССР. Сер. физ.-техн. и матем. наук. 1981. № 2. С. 100-104.
Габасов Р., Кириллова Ф.М. Принцип максимума в теории оптимального упралвения. М.: URSS, 2011. 272 с.
Габасов Р., Кириллова Ф.М., Альсевич В.В. Методы оптимизации. Минск: Четыре четверты, 2011. 472 с.
Москаленко А.И. Некоторые вопросы теории оптимального управления: автореф. дис.. канд. физ.-мат. наук. Томск, 1971. 21 с.
Москаленко А.И. Об одном классе задач оптимального регулирования // Журн. вычисл. мат. и мат. физики. 1969. № 1. С. 68-95.
 Об оптимальности особых управлений в одной задаче оптимального управления | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/2

Об оптимальности особых управлений в одной задаче оптимального управления | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2018. № 54. DOI: 10.17223/19988621/54/2