ON THE REGULARIZATION OF THE LAGRANGE PRINCIPLE IN A NONLINEAR OPTIMAL CONTROL PROBLEM FOR A GOURSAT–DARBOUX SYSTEM WITH A POINTWISE STATE EQUALITY-CONSTRAINT

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Based on the conjugation of optimal control methods, nonlinear analysis and the theory of ill-posed problems, the regularization of the Lagrange principle (LP) in a non-differential form, in regular and irregular variants, in a nonlinear (non-convex) optimization problem of a general Goursat–Darboux system with a pointwise state equality-constraint is considered. This constraint is understood as an equality in the Hilbert space of square-summable functions and contains a parameter additively included in it, which makes it possible to use a “nonlinear version” of the perturbation method for studying the problem. The main purpose of both variants of the regularized LP is the stable generation of generalized minimizing sequences (GMS) in the problem under consideration, the existence of a solution to which is not assumed a priori. They can be interpreted as GMS-forming (regularizing) operators, which associate with each set of initial data of the problem a subminimal (minimal) of its regular augmented Lagrangian corresponding to this set, the dual variable in which is generated in accordance with the procedures specified in these variants. The construction of the augmented Lagrangian is completely determined by the form of “nonlinear” subdifferentials of a lower semicontinuous and, generally speaking, nonconvex function of values as a function of the problem parameter. The proximal subgradient and the Frechet subdifferential, well known in nonlinear analysis, are used as the latter. In the special case, when the problem is regular, in the sense of the existence of a generalized Kuhn–Tucker vector in it, and its initial data (the integrand of the quality functional and the right-hand side of the controlled system) depend affinely on the control, the limit passage in the relations of the regularized LP leads to classical optimality conditions in the form of the nondifferential Kuhn–Tucker theorem and the Pontryagin maximum principle.

作者简介

M. Sumin

Derzhavin Tambov State University

Email: m.sumin@mail.ru
Tambov, Russia

参考

  1. Алексеев В.М., Тихомиров В.М., Фомин С.В. Оптимальное управление. М.: Наука, 1979. 432 с.
  2. Васильев Ф.П. Методы оптимизации: в 2-х кн. М.: МЦНМО, 2011. 1056 с.
  3. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986. 288 с.
  4. Некорректные задачи естествознания / Под ред. А.Н. Тихонова, А.В. Гончарского. М.: Изд-во МГУ, 1987. 304 с.
  5. Тихонов А.Н., Леонов А.С., Ягола А.Г. Нелинейные некорректные задачи. М.: Наука, 1995. 312 с.
  6. Сумин М.И. Регуляризованная параметрическая теорема Куна-Таккера в гильбертовом пространстве // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2011. Т. 51.№9. С. 1594–1615.
  7. Сумин М.И. Регуляризованные принцип Лагранжа и принцип максимума Понтрягина в оптимальном управлении и обратных задачах // Тр. Ин-та матем. и механ. УрО РАН. 2019. Т. 26.№1. C. 279–296.
  8. Сумин М.И. Принцип Лагранжа и его регуляризация как теоретическая основа устойчивого решения некорректных задач оптимального управления и обратных задач // Вестник российских университетов. Математика. 2021. Т. 27. Вып. 134. С. 151–171.
  9. Сумин М.И. Метод возмущений и регуляризация принципа Лагранжа в нелинейных задачах на условный экстремум // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2024. Т. 64.№12. С. 2312–2331.
  10. Сумин М.И. Устойчивая секвенциальная теорема Куна–Таккера в итерационной форме или регуляризованный алгоритм Удзавы в регулярной задаче нелинейного программирования // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2015. Т. 55.№6. С. 947–977. https://doi.org/10.7868/S0044466915060137
  11. Плотников В.И., Сумин В.И. Проблема устойчивости нелинейных систем Гурса–Дарбу // Дифференц. урния. 1972. Т. 8.№5. С. 845–856.
  12. Арутюнов А.В. Условия экстремума. Нормальные и вырожденные задачи. М.: Изд-во .Факториал., 1997. 256 с.
  13. Милютин А.А., Дмитрук А.В., Осмоловский Н.П. Принцип максимума в оптимальном управлении. М.: Издво Центра прикладных исследований при мех.-мат. фак-те МГУ, 2004. 168 с.
  14. Варга Дж. Оптимальное управление дифференциальными и функциональными уравнениями. М.: Наука, 1977. 624 с.
  15. Гольштейн Е.Г. Теория двойственности в математическом программировании и ее приложения. М.: Наука, 1971. 352 с.
  16. Сумин М.И. О регуляризации классических условий оптимальности в выпуклых задачах оптимального управления // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2020. Т. 26.№2. C. 252–269. https://doi.org/10.21538/0134-4889-2020-26-2-252-269
  17. Borwein J.M., Strojwas H.M. Proximal Analysis and Boundaries of Closed Sets in Banach Space, Part I: Theory // Can. J. Math. 1986. V. 38.№2. P. 431–452; Part II: Applications // Can. J. Math. 1987. V. 39.№2. P. 428–472.
  18. Loewen P.D. Optimal control via nonsmooth analysis. CRM Proceedings and Lecture Notes. Vol. 2. Providence, RI: AMS, 1993. 153 p. https://doi.org/10.1090/crmp/002
  19. Clarke F.H., Ledyaev Yu.S., Stern R.J., Wolenski P.R. Nonsmooth analysis and control theory. Graduate texts in mathematics. Vol. 178. New York: Springer-Verlag, 1998. 278 p. https://doi.org/10.1007/b97650
  20. Mordukhovich B.S. Variational analysis and generalized differentiation, I: Basic Theory. Berlin: Springer, 2006. 579 p. DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-31247-1
  21. Сумин М.И. Метод возмущений, субдифференциалы негладкого анализа и регуляризация правила множителей Лагранжа в нелинейном оптимальном управлении // Тр. Ин-та математики и механики УрО РАН. 2022. Т. 28.№3. C. 202–221.
  22. Сумин М.И. Недифференциальные теоремы Куна–Таккера в задачах на условный экстремум и субдифференциалы негладкого анализа // Вестник российских университетов. Математика. 2020. Т. 25. Вып. 131. С. 307–330.
  23. Сумин М.И. О некорректных задачах, экстремалях функционала Тихонова и регуляризованных принципах Лагранжа // Вестник российских университетов. Математика. 2022. Т. 27. Вып. 137. С. 58–79.
  24. Плотников В.И., Сумин В.И. Оптимизация объектов с распределенными параметрами,описываемых системами Гурса–Дарбу // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1972. Т. 12.№1. С. 61–77.
  25. Плотников В.И., Сумин М.И. Оптимальное управление объектами с распределенными параметрами, описываемыми негладкими системами Гурса–Дарбу с ограничениями типа неравенства // Дифференц. ур-ния. 1984. Т. 20.№5. С. 851–860.
  26. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т. 5. М.: ГИФМЛ, 1959. 656 с.
  27. Далецкий Ю.Л., Крейм М.Г. Устойчивость решений дифференциальных уравнений в банаховом пространстве. М.: Наука, 1970. 536 с.
  28. Сумин В.И., Чернов А.В. Операторы в пространствах измеримых функций: вольтерровость и квазинильпотентность // Дифференц. ур-ния. 1998. Т. 34.№10. С. 1402–1411.
  29. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1981. 544 с.
  30. Обен Ж.-П. Нелинейный анализ и его экономические приложения. М.: Мир, 1988. 264 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».