Аннотация:
Рассматривается регуляризация классических условий оптимальности (КУО) — принципа Лагранжа (ПЛ) и принципа максимума Понтрягина (ПМП) — в выпуклой задаче оптимального управлении с функциональными ограничениями типа равенства и неравенства. Управляемая система задается линейным функционально-операторным уравнением II рода общего вида в пространстве $L^m_2,$ основной оператор правой части уравнения предполагается квазинильпотентным. Минимизируемый функционал задачи является выпуклым (возможно не сильно). Регуляризация КУО в неитерационной и итерационной формах основана на использовании соответственно методов двойственной регуляризации и итеративной двойственной регуляризации. При получении неитерационных регуляризованных КУО используются два параметра регуляризации, один из которых «отвечает» за регуляризацию двойственной задачи, другой же содержится в сильно выпуклом регуляризирующем тихоновском добавке к целевому функционалу исходной задачи, обеспечивая тем самым корректность задачи минимизации функции Лагранжа. Основное предназначение регуляризованных ПЛ и ПМП — устойчивое генерирование минимизирующих приближенных решений (МПР) в смысле Дж. Варги. Регуляризованные КУО: 1) формулируются как
теоремы существования МПР в исходной задаче с одновременным конструктивным представлением конкретных МПР;
2) являются секвенциальными обобщениями классических аналогов — своих предельных вариантов, сохраняя общую структуру последних; 3) «преодолевают» свойства некорректности КУО и дают регуляризирующие алгоритмы для решения оптимизационных задач. Рассматриваются иллюстрирующие примеры конкретных задач оптимального управления, связанных с системой уравнений с запаздыванием и с интегродифференциальным уравнением типа уравнения переноса.
Ключевые слова:
выпуклое оптимальное управление, функциональные ограничения, функционально-операторное уравнение вольтеррова типа, некорректность, регуляризация, итеративная регуляризация, двойственность, минимизирующее приближенное решение, регуляризирующий оператор, принцип Лагранжа, принцип максимума Понтрягина.
Министерство образования и науки Тамбовской области
2-ФП-2023
Результаты, представленные в вводной части и в разделах 1, 3, 4, получены за счет гранта Российского научного фонда (проект № 23-11-20020, https://rscf.ru/project/23-11-20020/); результаты, представленные в разделе 2, получены за счет гранта Министерства образования и науки Тамбовской области № 2-ФП-2023.
Поступила в редакцию: 30.06.2023 Принята в печать: 12.09.2023
Образец цитирования:
В. И. Сумин, М. И. Сумин, “Регуляризация классических условий оптимальности в задачах оптимизации линейных систем вольтеррова типа с функциональными ограничениями”, Вестник российских университетов. Математика, 28:143 (2023), 298–325
\RBibitem{SumSum23}
\by В.~И.~Сумин, М.~И.~Сумин
\paper Регуляризация классических условий оптимальности в задачах оптимизации линейных систем вольтеррова типа с функциональными ограничениями
\jour Вестник российских университетов. Математика
\yr 2023
\vol 28
\issue 143
\pages 298--325
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/vtamu298}
\crossref{https://doi.org/10.20310/2686-9667-2023-28-143-298-325}