Реконструкция распределенных управлений в гиперболических системах динамическим методом

Бесплатный доступ

Рассматривается задача о восстановлении априори неизвестных распределенных управлений в гиперболических динамических системах по результатам приближенных измерений состояний (скоростей) наблюдаемого движения системы. Задача решается в динамическом варианте, когда для определения текущего приближения неизвестного управления разрешено использовать только поступившие в данный момент приближенные измерения, реконструкция управления должна осуществляться в динамике (по ходу процесса, по ходу движения системы). Рассматриваемая задача некорректна. Для решения задачи предлагается воспользоваться методом динамической регуляризации, разработанным Ю.С. Осиповым и его школой. Построены новые модификации динамических регуляризующих алгоритмов решения задачи, которые в отличие от традиционных алгоритмов позволяют получить усиленную сходимость регуляризованных приближений, в частности получить кусочно-равномерную сходимость. Выполнена конечномерная аппроксимация задачи. Приводятся результаты численного моделирования, которые позволяют судить о способности модифицированных алгоритмов восстанавливать тонкую структуру искомых управлений.

Еще

Динамическая система, управление, реконструкция, метод динамической регуляризации, кусочно-равномерная сходимость

Короткий адрес: https://sciup.org/147159227

IDR: 147159227   |   УДК: 517.9

Reconstruction of distributed controls in hyperbolic systems by dynamic method

In the paper an inverse dynamic problem is considered. It consists of reconstructing a priori unknown distributed controls in dynamical systems described by boundary value problems for partial differential equations of hyperbolic type. The source information for solving the inverse problem is the results of approximate measurements of the states (velocities) of the observed system's motion. The problem is solved in the dynamic case, i.e. to solve the problem we can use only the approximate measurements accumulated by this moment. Unknown controls must be reconstructed in dynamics (during the process, during the motion of the system). The problem under consideration is ill-posed. We propose the method of dynamic regularization to solve the problem. This method was elaborated by Yu.S. Osipov and his school. New modifications of dynamic regularizing solution algorithms are devised in this paper. Using these algorithms in contrast to tradition approach we can obtain stronger convergence of regularized approximations, in particular the piecewise uniform convergence. We also demonstrate a finite-dimensional approximation of the problem and the present results of numerical modelling. These results enable us to assess the ability of modified algorithms to reconstruct the subtle structure of desired controls.

Еще

Список литературы Реконструкция распределенных управлений в гиперболических системах динамическим методом

  • Красовский, Н.Н. Позиционные дифференциальные игры/Н.Н. Красовский, А.И. Субботин. -М.: Наука, 1974.
  • Кряжимский, А.В. О моделировании управления в динамической системе/А.В. Кряжимский, Ю.С. Осипов//Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. -1983. -№ 2. -С. 51-60.
  • Осипов, Ю.С. Основы метода динамической регуляризации/Ю.С. Осипов, Ф.П. Васильев, М.М. Потапов. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999.
  • Осипов, Ю.С. Методы динамического восстановления входов управляемых систем/Ю.С. Осипов, А.В. Кряжимский, В.И. Максимов. -Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2011.
  • Короткий, А.И. Обратные задачи динамики управляемых систем с распределенными параметрами/А.И. Короткий//Изв. вузов. Математика. -1995. -№ 11. -С. 101-124.
  • Короткий, А.И. Прямые и обратные задачи управляемых систем с распределенными параметрами: дис.. д-ра физ.-мат. наук/А.И. Короткий; ИММ УрО РАН. -Екатеринбург, 1993.
  • Короткий, М.А. Восстановление управлений статическим и динамическим методами регуляризации с негладкими стабилизаторами/М.А. Короткий//Прикл. математика и механика. -2009. -Т. 73, вып. 1. -С. 39-53.
  • Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач/А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин. -М.: Наука, 1979.
  • Иванов, В.К. Теория линейных некорректных задач и ее приложения/В.К. Иванов, В.В. Васин, В.П. Танана. -М.: Наука, 1978.
  • Лаврентьев, М.М. Некорректные задачи математической физики и анализа/М.М. Лаврентьев, В.Г. Романов, С.П. Шишатский. -М.: Наука, 1980.
  • Ладыженская, О.А. Краевые задачи математической физики/О.А. Ладыженская. -М.: Наука, 1973.
  • Ладыженская, О.А. Линейные и квазилинейные уравнения эллиптического типа/О.А. Ладыженская, Н.Н. Уральцева. -М.: Наука, 1973.
  • Тихонов, А.Н. Нелинейные некорректные задачи/А.Н. Тихонов, А.С. Леонов, А.Г. Ягола. -М.: Наука, 1995.
Еще