Разностная аппроксимация и регуляризация задачи оптимального управления для параболического уравнения с интегральным условием
Рассматривается задача оптимального управления для параболического уравнения с интегральным граничным условием и управлениями в коэффициентах. Установлены оценки точности разностных аппроксимаций по состоянию и функционалу. Проведен процесс регуляризации аппроксимаций по А.Н.Тихонову.
Difference approximation and regularization of the optimal control problem for a parabolic equation with an integral con.pdf Задачи оптимального управления для параболических уравнений имеют большое прикладное значение при оптимизации процессов теплофизики, диффузии, фильтрации и т.п. [1, 2]. Многие физические и биологические процессы описываются нелокальными краевыми задачами для уравнений параболического типа. Среди них особое место занимают краевые задачи с интегральными граничными условиями, и такие задачи изучены в работах [3-7] и др. Задачи оптимального управления для уравнений параболического типа с интегральным условием и управлениями в коэффициентах исследованы существенное слабее [8, 9]. Численная реализация многих методов решения задач оптимального управления практически невозможна без их конечномерных аппроксимаций. Одним из эффективных методов такой аппроксимации является разностный метод. Вопросы о сходимости разностных аппроксимаций задач оптимального управления для параболических уравнений при классических краевых условиях и с управлениями в коэффициентах изучены в работах [10, 11] и др. Однако эти вопросы исследованы существенно слабее для задач оптимального управления параболическими уравнениями с интегральными граничными условиями [12]. В данной работе рассматривается задача оптимального управления для параболического уравнения с интегральным граничным условием и управлениями в коэффициентах. Установлены оценки точности разностных аппроксимаций по состоянию и функционалу. Проведен процесс регуляризации аппроксимаций по А.Н.Тихонову. 1. Постановка задачи и ее корректность. Пусть управляемый процесс описывается в области QT ={( х, t): 0 < х < t, 0 < t < Т} следующей краевой задачи для линейного параболического уравнения с интегральным граничным условием u (х,0) = ф(х), 0 0. Положим здесь e1 =v/2||H||2 (0 ^ ,s = sj2 =v2/4||#||2(0^, затем умножим обе части этого неравенства на 2, приведем подобные члены, положим t 2 0
Ключевые слова
оптимальное управление,
параболическое уравнение,
интегральное граничное условия,
разностная аппроксимацияАвторы
| Тагиев Рафиг Каландар оглы | Бакинский государственный университет | доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой оптимизации и управления | r.tagiyev@list.ru |
| Габибов Вахаб Мехти оглы | Ленкоранский государственный университет | старший преподаватель кафедры физики, математики и информатики | vahab.hebibov@mail.ru |
Всего: 2
Ссылки
Егоров А.И. Оптимальное управление тепловыми и диффузионными процессами. М.: Наука, 1978. 436с.
Васильев Ф.П. Методы решения экстремальных задач. М.: Наука, 1981. 400 с.
Самарский А.А. О некоторых проблемах теории дифференциальных уравнений // Дифференц. уравнения. 1980. Т. 16. № 11. С. 1925-1935.
Нахушев А.З. Уравнения математической биологии. М.: Высшая школа, 1995. 301 с.
Иванчов. Н.И. Краевые задачи для параболического уравнения с интегральными условиями // Дифференц. уравнения. 2004. Т. 40. № 4. С. 547-564.
Кожанов А.Н. О разрешимости краевой задачи с нелокальным граничным условием для линейных параболических уравнений // Вестн. Самар. гос. тех. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2004. № 30. С. 63-69.
Данилкина О.Ю. Об одной нелокальной задаче для уравнения теплопроводности с интегральным условием // Вести. Самар. гос. тех. ун-та. Сер : Физ.-мат. науки. 2007. № 1 (14). С. 5-9.
Тагиев Р.К., Габибов В.М. Об одной задаче оптимального управления для уравнения теплопроводности с интегральным граничным условием // Вестн. Сам. гос. тех. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2016. Т. 20. № 1. С. 54-64. https://doi.org/10.14498/vsgtu1463.
Тагиев Р.К., Гашимов С.А., Габибов В.М. Об одной задаче оптимального управления для параболического уравнения с интегральным условием и с управлениями в коэффициентах // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2016. № 3(41). С. 31-41. DOI 10.17223/19988621/41/3.
Лубышев Ф.В. Аппроксимации и регуляризация задач оптимального управления коэффициентами параболических уравнений // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 1993. Т. 33. № 8. С. 1166-1183.
Лубышев Ф.В. Разностные аппроксимации и регуляризация задач оптимального управления для параболических уравнений с управлениями в коэффициентах // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 1995. Т. 35. № 9. С. 1313-1333.
Габибов В.М. Разностная аппроксимация и регуляризация задачи оптимального управления для уравнения теплопроводности с интегральным граничным условием // Научные известия Ленкоранского государственного университета. Сер. Матем. и естеств. науки. 2015. С. 47-62.
Ладыженская О.А. Краевые задачи математической физики. М.: Наука, 1973. 408 с.
Самарский А.А., Андреев В.Б. Разностные методы для эллиптических уравнений. М.: Наука, 1976. 325 с.