Анализ управляемости и оптимизация формы сопла гидропушки на основе прямого экстремального подхода

Введение. Анализ управляемости является необходимым этапом для корректной постановки и решения любой задачи оптимального управления. Эта проблема становится особенно актуальной в рамках оптимизации систем с распределенными параметрами, которые описываются уравнениями в частных производных. К таким задачам относится рассматриваемая задача оптимизации формы сопла гидропушки. Оптимальное сопло должно обеспечивать максимальное значение функционала, выражаемого через среднюю силу импульса струи гидропушки. Актуальность данного исследования обусловлена отсутствием единого подхода к анализу управляемости систем с распределёнными параметрами, что затрудняет корректную постановку и решение задач оптимизации. В частности, предыдущие попытки решения задачи оптимизации сопла гидропушки с использованием классического вариационного исчисления не увенчались успехом из-за игнорирования аспектов управляемости. Целью данной работы являлось применение нового подхода, предложенного Толстых В.К., к анализу управляемости для решения задачи оптимального дизайна формы сопла гидропушки.