Оптимизация полигармонического импульса

Автор: Ермоленко Виктор Николаевич, Костин Владимир Алексеевич, Костин Дмитрий Владимирович, Сапронов Юрий Иванович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование @vestnik-susu-mmp

Рубрика: Математическое моделирование

Статья в выпуске: 27 (286), 2012 года.

Бесплатный доступ

В теории и практике создания некоторых технических устройств имеется необходимость оптимизации тригонометрических полиномов. В статье изложено решение задачи оптимизации тригонометрического полинома (полигармонического импульса). f (t) := Σ fk cos(kt) with the asymmetry coefficient k=1 k :=f max / |fmin|, f max : f (t, λ), f min := min t f (t, λ).Вычислены оптимальные значения главных амплитуд. В основу представленного в статье анализа положено понятие «минимального страта Максвелла», под которым подразумевается модмножество многочленов фиксированной степени с максимально возможным количеством минимумов при условии, что все минимумы расположены на одном уровне (значения многочлена во всех точках минимума равны между собой). Многочлен f (t) при выполнении данного условия называется максвелловским. Отправной точкой проведенного исследования послужил экспериментально найденный авторами оптимальный набор значений коэффициентов fk для произвольного п. Позже появилось доказательство единственности оптимального многочлена с максимальным количеством минимумов на отрезке [0, π] и найдена общая формула масквелловского многочлена степени п, связанная с ядром Фейера, для которого коэффициент несимметрии равен п. Возникла естественная гипотеза о том, что ядро Фейера задает оптимальный многочлен. В настоящей статье дано обоснование справедливости этой гипотезы.

Еще

Полигармонический импульс, тригонометрический полином, коэффициент несимметрии, оптимизация, страт максвелла, ортогональные многочлены

Короткий адрес: https://sciup.org/147159149

IDR: 147159149   |   УДК: 517.9

Optimization of a polyhamonic impulse

In theory and practice of building some technical devices, it is necessary to optimize trigonometric polynomials. In this article, we provide optimization of a trigonometric n polynomial (polyharmonic impulse) f (t) := Σ fk cos(kt) with the asymmetry coefficient k=1 k :=f max / |fmin|, f max : f (t, λ), f min := min t f (t, λ). We have calculated optimal t values of main amplitudes. The basis of the analysis represented in the article is the idea of the “minimal Maxwell stratum” by which we understand the subset of polynomials of a fixed degree with maximal possible number of minima under condition that all these minima are located at the same level. Polynomial f (t) is then called maxwellian. The starting point of the present study was an experimentally obtained optimal set of coefficients f k for arbitrary n. Later, we proved uniqueness of the optimal polynomial with maximal number of minima on interval [0, π] and derived general formula of a maxwellian polynomial of degree n, which was related to Fejer kernel with the asymmetry coefficient n. Thus, a natural hypothesis arose that Fejer kernel should define the optimal polynomial. The present paper provides justification of this hypothesis.

Еще

Список литературы Оптимизация полигармонического импульса

  • Даринский, Б.М. Бифуркации экстремалей фредгольмовых функционалов/Б.М. Даринский, Ю.И. Сапронов, С.Л. Царев//Современная математика. Фундаментальные направления. -М.: МАИ. -2004. -Т. 12. -С. 3-140.
  • Ермоленко, В.Н. Инновационные решения для свайного фундаментостроения/В.Н. Ермоленко//Стройпрофиль. -2010. -№6 (84). -С. 20-22.
  • Шестаков, А.Л. Оптимальное измерение динамически искаженных сигналов/А.Л. Шестаков, Г.А. Свиридюк//Вестник Южно-Урал. гос. ун-та. Серия «Математическое моделирование и программирование». -2011. -№ 17(234), вып. 8. -С. 70-75.
  • Маслов, В.П. Теория возмущений и асимптотические методы/В.П. Маслов. -М.: Изд-во МГУ, 1965. -553 с.
  • Брекер, Т. Дифференцируемые ростки и катастрофы/Т. Брекер, Л. Ландер. -М.: Мир, 1977. -208 с.
  • Гилмор, Р. Прикладная теория катастроф. Т.1/Р. Гилмор. -М.: Мир, 1984. -350 с.
  • Арнольд, В.И. Особенности дифференцируемых отображений/В.И. Арнольд, А.Н. Варченко, С.М. Гусейн-Заде. -М.: МЦНМО, 2004. -672 с.
  • Постон, Т. Теория катастроф и ее приложения/Т. Постон, И. Стюарт. -М.: Мир, 1980.
  • Сеге, Г. Ортогональные многочлены/Г. Сеге. -М.: Физматлит, 1962. -500 с.