О решении краевых задач для вырожденных систем линейных интегро-дифференциальных уравнений методом наименьших квадратов

Бесплатный доступ

В настоящее время, при анализе сложных электрических и электронных схем, часто встречаются системы, включающие в себя взаимосвязанные дифференциальные, интегральные и алгебраические уравнения. Алгебраические уравнения отвечают за отличие в моделях балансовых соотношений, в частности, законов сохранения или уравнений состояния, системы дифференциальных уравнений описывают динамику процесса. Если процесс обладает последействием, то математическая модель может включать и интегральные уравнения (ИУ). Системы взаимосвязанных дифференциальных, алгебраических и интегральных уравнений можно записать в виде векторных интегро-дифференциальных уравнений с матрицей неполного ранга в области определения при старшей производной искомой вектор-функции. Численное решение краевых и начальных задач для таких систем сопряжено с большими трудностями. В данной работе обсуждается метод наименьших квадратов и приведены результаты численных расчетов.

Еще

Вырожденная система, общее решение, интегро-дифференциальные уравнения, краевая задача, метод наименьших квадратов

Короткий адрес: https://sciup.org/147159482

IDR: 147159482   |   УДК: 517.518   |   DOI: 10.14529/mmp150207

On boundary value problems for singular systems of linear integro-differential equations method of least squares

At present, in the analysis of complex electrical and electronic circuits, the system often includes interconnected differential, integral and algebraic equations. Algebraic equations are responsible for the difference of balance relations in the models, in particular, the conservation laws or equations of state, the system of differential equations describing the dynamics of the process. If the process has afteraction, the mathematical model can include integral equation (IE). The systems of interconnected differential, algebraic and integral equations can be written in the form of vector integro-differential equations with a matrix at the highest derivative of a searched vector-function of not full rank in the domain. Numerical solution of boundary and initial problems for such systems conjugates with great difficulty. In this paper we discuss the least squares method and the results of numerical calculations.

Еще

Список литературы О решении краевых задач для вырожденных систем линейных интегро-дифференциальных уравнений методом наименьших квадратов

  • Сидоров, Н.А. Исследование непрерывных решений задачи Коши в окрестности точки ветвления/Н.А. Сидоров//Известия вузов. Математика. -1976. -№ 9. -C. 99-110.
  • Бояринцев, Ю.Е. Регулярные и сингулярные системы линейных обыкновенных дифференциальных уравнений/Ю.Е. Бояринцев. -Новосибирск: Наука, 1980. -222 с.
  • Sviridyuk, G.A. Linear Sobolev Type Equations and Degenerate Semigroups of Operators/G.A. Sviridyuk, V.E. Fedorov. -Utrecht; Boston; Koln; Tokyo: VSP, 2003.
  • Свиридюк, Г.А. Инвариантные пространства и дихотомии решений одного класса линейных уравнений типа Соболева/Г.А. Свиридюк, А.В. Келлер//Известия вузов. Математика. -1997. -№ 5. -C. 60-68.
  • Келлер, А.В. Численное решение задачи оптимального управления вырожденной линейной системой обыкновенных дифференциальных уравнений с начальными условиями Шоуолтера -Сидорова/А.В. Келлер//Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. -2008. -№ 27 (127), вып. 2. -C. 50-56.
  • Чистяков, В.Ф. Алгебро-дифференциальные операторы с конечномерным ядром/В.Ф. Чистяков. -Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. -278 c.
  • Чистякова, Е.В. Методы исследования и решения вырожденных интегро-дифференциальных уравнений и их приложения: дис.. канд. физ.-мат. наук/Е.В. Чистякова. -Иркутск, 2006.
  • Чистяков В.Ф. О разрешимости линейных интегро-алгебраических уравнений и численных методах их решения/В.Ф. Чистяков//Сибирский математический журнал. -2013. -Т. 54, № 4. -C. 932-946.
  • Булатов, М.В. Об одном семействе вырожденных интегродифференциальных уравнений/М.В. Булатов, Е.В. Чистякова//Журнал вычислительной математики и математической физики. -2011. -Т. 51, № 9. -C. 1665-1673.
  • Фалалеев, М.В. Вырожденные интегро-дифференциальные операторы в банаховых пространствах и их приложения/М.В. Фалалеев, С.С. Орлов//Известия вузов. Математика. -2011. -№ 10. -C. 68-79.
  • Clark, Kenneth D. Numerical Solution of Boundary Value Problems in Differential-Algebraic Systems/D. Kenneth Clark, Linda R. Petzold//SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing archive. -1989. -V. 10, № 5. -P. 915-930.
  • Marz, R. On Difference and Shooting Methods for Boundary Value Problems in Differential-Algebraic Equations/Marz R.//ZAMM Journal of Applied Mathematics and Mechanics: Zeitschrift fur angewandte Mathematik und Mechanik. -2006. -V. 64, № 11. -P. 463-473.
  • Чистяков, В.Ф. Применение метода наименьших квадратов для решения линейных дифференциально-алгебраических уравнений/В.Ф. Чистяков, Е.В. Чистякова//Сибирский журнал вычислительной математики. -2013. -Т. 21, № 1. -C. 81-95.
  • Ушаков, Е.И. Статическая устойчивость электрических систем/Е.И. Ушаков. -Новосибирск: Наука, 1988.
  • Маслов, В.П. Операторные методы/В.П. Маслов. -М.: Наука, 1973.
  • Бертсекас, Д. Условная оптимизация и методы множителей Лагранжа/Д. Бертсекас. -М.: Радио и связь, 1987.
  • Бахвалов, Н.С. Численные методы/Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. -М.: Наука, 1987.
Еще