Статьи журнала - Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика
Все статьи: 367
Статья научная
В статье предложен подход к нелокальному улучшению управлений в классе квадратичных по состоянию и линейных по управлению задач оптимального управления с частично закрепленным правым концом на основе решения системы функциональных уравнений в пространстве управлений, которая определяет условия нелокального улучшения управления. Для решения рассматриваемой системы применяется итерационный процесс, на каждой итерации которого решается скалярное уравнение. Процедура обеспечивает улучшение допустимого управления без процедуры варьирования с сохранением всех терминальных ограничений и используется для итерационного метода решения задачи с ограничениями. Сравнительная эффективность метода иллюстрируется на модельной задаче.
Бесплатно
Об одном критерии непрерывности оператора Релея-Ритца
Статья научная
В работе рассматривается оператор Релея-Ритца, определенный на множестве пар измеримых функций и равный отношению их модулей, если знаменатель отличен от нуля, и ноль - в противном случае. Исследуется вопрос непрерывности этого оператора относительно сходимости по мере. Показано, что для сходимости значения оператора на последовательности пар к значению на предельной паре функций необходима не только сходимость по мере его аргументов, но и сходимость по мере носителей второго аргумента к носителю его предела.
Бесплатно
Об одном методе решения задачи идентификации динамических систем
Статья научная
Для решения задачи идентификации динамических систем применяются теория и методы оптимального управления. Рассматривается новый подход к решению задачи, основывающийся на представлении условий улучшения управления в форме специальных задач о неподвижной точке операторов управления. Такое представление дает возможность применить и модифицировать теорию и методы неподвижных точек для построения релаксационных последовательностей управления в задачах оптимизации рассматриваемого класса. Предлагается алгоритм приближенного решения задачи идентификации на основе итерационных методов поиска неподвижных точек. Рассматриваемый алгоритм характеризуется свойствами нелокального улучшения управления и принципиальной возможностью строгого улучшения неоптимальных управлений, удовлетворяющих известным необходимым условиям оптимальности, в отличие от градиентных и других локальных методов. Эффективность предлагаемых методов оптимизации иллюстрируется на расчете модельной задачи.
Бесплатно
Об одном подходе к моделированию динамических систем
Статья научная
При разработке комплексов компьютерных программ, моделирующих различные динамические системы, часто требуется построить математические модели той или иной предметной области. В статье для заданного языка программирования построены функции, такие, что для любой заданной программы можно построить суперпозицию функций (терм). Вычисление упомянутого терма порождает вычислительный процесс, который возникает при исполнении программы. Если программа предназначена для моделирования динамической системы, то вычисление алгебраического терма является адекватным моделированием функционирования динамической системы. Таким образом, разработана алгебраическая модель языка программирования, предназначенная для моделирования динамических систем, где вычисление алгебраического терма порождает моделирующий процесс динамических систем. Для построения указанных функций необходимо точно описать области определения и области значений этих функций. Для построения областей определения и областей значений этих функций используются контекстно-свободные грамматики, операция отождествления. Кроме указанных средств применяются понятие многоуровневости модели, концепция косвенного именования (косвенная адресация), рекурсия, а также некоторые простые средства из теории алгоритмов и теории программирования. Таким образом, найден достаточно «широкий» по практическому охвату способ компьютерного моделирования различных динамических систем, где произвольная программа может быть представлена в виде алгебраического терма универсальной алгебры с сигнатурой из указанных функций.
Бесплатно
Статья научная
В статье предлагается подход к нелокальному улучшению допустимых управлений в квадратичных по состоянию задачах оптимального управления с частично закрепленным правым концом на основе решения системы функциональных уравнений, которая определяет условия нелокального улучшения. К решению рассматриваемой системы в статье применяется метод возмущений, основанный на выделении линейной по состоянию части и параметризации нелинейной части с помощью параметра возмущения. Решение невозмущенной задачи сводится к решению алгебраического уравнения. Для решения возмущенной задачи строится итерационный процесс, на каждой итерации которого решается задача, аналогичная невозмущенной.
Бесплатно
Об одном подходе к оптимизации нелинейных управляемых систем с терминальными ограничениями
Статья научная
В статье предлагается процедура нелокального улучшения допустимых управлений для нелинейных задач оптимального управления с терминальными ограничениями.
Бесплатно
Об одном подходе к решению задач оптимального управления с терминальными ограничениями
Статья научная
Рассматривается подход возмущений для численного решения нелинейных задач оптимального управления с терминальными ограничениями типа неравенств, основывающийся на построении возмущенных соотношений, характеризующих условия оптимальности и улучшения управления. Предлагаемые итерационные методы возмущений обладают свойством нелокальности последовательных приближений управления и отсутствием процедуры параметрического поиска улучшающего приближения на каждой итерации, характерной для известных стандартных методов градиентного типа.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается новый подход к решению задач оптимального управления с ограничениями на основе построения и решения системы условий улучшения управления в форме задачи о неподвижной точке оператора управления. Для построения указанных условий применяется переход к вспомогательной задаче без ограничений с регулярным функционалом Лагранжа. На основе задачи о неподвижной точке конструируются итерационные алгоритмы последовательного улучшения управления. Подход иллюстрируется на примере.
Бесплатно
Об одном практическом способе решения транспортной задачи с экологическим критерием
Статья научная
Рассмотрен алгоритм решения транспортных задач с так называемым экологическим критерием, когда транспортные расходы состоят из тарифной части, пропорциональной количеству перевозимого груза, а также из не зависящих от этого постоянных «штрафных» добавок. Исходя из априорных интегральных оценок соотношения между оценками этих двух частей транспортных расходов предлагается предварительно оценить количественную роль «штрафной» компоненты и степень необходимости строить специальный план с ее учетом. Если учет этой компоненты существенен, то предлагается получить цепочку последовательных решений классических транспортных задач с перестраиваемыми ценами до момента ее зацикливания (повторения). После этого остается выбрать наилучший план, который либо оказывается оптимальным, либо близок к нему и может быть получен за несколько шагов, например, распределительным методом. Исследовано применение этой процедуры при изменении ряда параметров транспортной задачи: относительной доли интегрального вклада штрафов, структуры таблицы штрафов, а также мощностей и емкостей.
Бесплатно
Об одном примере келеровой поверхности
Статья научная
Статья посвящена построению почти эрмитовой структуры инвариантного типа [6] на касательном расслоении над эрмитовой кривой. Найдены необходимые и достаточные условия келеровости этой почти эрмитовой структуры
Бесплатно
Об одном семействе е-замкнутых классов гиперфункций ранга
Статья научная
Гиперфункции представляют собой функции, заданные на конечном множестве и принимающие в качестве своих значений все непустые подмножества рассматриваемого множества. В теории дискретных функций интересным и важным является вопрос классификации относительно различных операторов замыкания. Одним из таких операторов является оператор замыкания с разветвлением по предикату равенства (Е-оператор). Такой оператор относится к категории сильных операторов замыкания. В статье рассматривается семейство классов гиперфункций ранга к, сохраняющих перестановки на k-элементном множестве. Показано, что такие классы являются Е-замкнутыми. В случае, если перестановка распадается на циклы одинаковой простой длины, то такие классы являются Е-предполными. Кроме этого показано, что множество, содержащее все функции-константы и функцию, возвращающую на всех наборах некоторое зафиксированное непустое подмножество исходного множества, является Е-полным.
Бесплатно
Об оптимальном размещении ПЭВМ на квазифрактальной поверхности
Статья научная
В работе рассмотрен вариант квазифрактальной области пространственной ориентации ПЭВМ. Такое размещение ПЭВМ (планировка рабочего стола) необходимо в целях защиты от несанкционированного сканирования ее электромагнитного поля, в частности, монитора как канала передачи конфиденциальной информации, не содержащего криптографический протокол.
Бесплатно
Об оптимизации сетей инженерных коммуникаций различного назначения
Статья научная
Рассматриваются задачи оптимизации сетей инженерных коммуникаций по критерию минимума суммарных строительных затрат при условии, что проектируемая сеть должна также удовлетворять заданному порогу надежности. Предполагается, что сбои происходят в каналах связи первичной сети, при этом узлы во вторичной сети должны быть связаны достаточно надежно. В качестве показателей надежности рассмотрены три характеристики. Предлагается новая методика моделирования сетей инженерных коммуникаций, позволяющая, в отличие от классических моделей, учитывать, во-первых, иерархичность структуры проектируемой сети и, во-вторых, совместимость проектируемой сети с другими, уже существующими или вновь проектируемыми сетями различного назначения. В итоге получен алгоритм построения сетей, который может быть применен при модернизации существующих, либо проектировании новых сетей в соответствии с планом развития и расширения современных городов. Предложенная методика построения сетей различного назначения учитывает уже на этапе проектирования особенности проектируемых типов сетей, а также их иерархичность. Кроме того, приближенный алгоритм, предложенный в настоящей работе, позволяет построить наиболее дешевый сетевой объект с учетом его надежности.
Бесплатно
Об организации параллельных вычислений средствами WinSock и MPI на локальной сети
Статья научная
Статья посвящена проблеме организации параллельных вычислений на компьютерной сети. Рассматриваются вопросы, связанные с выбором программных средств, обеспечивающих связь между вычислительными процессами, выполняющимися на разных компьютерах локальной сети. Приведены результаты исследований по сравнению производительностей программных средств обмена сообщениями между процессами: WinSock и MPI.
Бесплатно
Об ошибочности теоремы В. В. Аксенова
Статья научная
Доказана ошибочность сформулированной В.В. Аксеновым теоремы о возможности представления произвольной соленоидальной векторной функции внутри шара с помощью одной скалярной функции специального вида.
Бесплатно
Об условиях для существования частных интегралов Стеклова - Бобылева
Статья научная
В статье проведено изучение одного ранее известного соотношения на моменты инерции твердого тела B = 2A для существования частных интегралов Стеклова - Бобылева. Получение соотношения на моменты инерции опирается на возможность построения дополнительных частных интегралов и некоторых вещественных решений дифференциальных уравнений движения. Нахождение указанных интегралов основано на получении наиболее общих нетривиальных решений уравнений движения тела при обращении в нуль правой части дифференциального уравнения для q = 0. В одном частном случае существования таких решений получено требование A ≠ B , согласовывающееся с приведенным известным соотношением. Дополнительно набор частных интегралов Стеклова - Бобылева может быть из условия B ≠ C. Установлено соотношение на количество возможных дополнительных первых интегралов в зависимости от значений моментов инерции тела. Наибольшее количество дополнительных интегралов, в том числе два из них Стеклова - Бобылева, возможно при всех различных моментах инерции. Такое же число дополнительных интегралов может быть для динамически симметричного твердого тела с только двумя равными моментами инерции, у которого центр масс смещен относительно начала координат по оси симметрии. В этом случае участвует общий интеграл Лагранжа. Для других случаев симметрии с только двумя равными моментами инерции, где смещение центра масс относительно начала координат осуществляется не по оси симметрии, допускается только один из интегралов Стеклова - Бобылева. В случае шара не существуют частные интегралы Стеклова - Бобылева и дополнительно участвует только общий интеграл Лагранжа.
Бесплатно
Об устойчивости одного вида перманентных вращений механической системы с частным интегралом Гесса
Статья научная
В заметке рассматривается механическая автономная консервативная система с частным интегралом Гесса в известной задаче о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки. Указанная система описывается шестью обыкновенными дифференциальными уравнениями. Проведено исследование устойчивости по Ляпунову четырех видов стационарных движений, для которых отличны от нуля все компоненты углов Пуассона. Предложенные стационарные движения являются перманентными вращениями. Исследование опирается на первый метод Ляпунова. С этой целью для дифференциальных уравнений возмущенного движения по матрице правой части в линейном приближении составляется характеристическое уравнение. Получение алгебраических выражений, их упрощение и факторизация осуществляется системой аналитических вычислений на современных персональных компьютерах. Для всех перманентных вращений установлены одинаковые характеристические уравнения. Анализ коэффициентов полученных уравнений позволил установить, кроме нулевых и чисто мнимых корней, наличие двух вещественных решений, отличных от нуля. В консервативных системах один из них будет положительным. Проведенные вычисления показали неустойчивость всех исследуемых перманентных вращений.
Бесплатно
Об устойчивости одного стационарного движения механической системы с частным интегралом Гесса
Статья научная
Рассматривается вращение твердого тела вокруг неподвижной точки, описываемое дифференциальными уравнениями первого порядка. Интерес к исследованию таких систем вызывает большее число первых интегралов. В консервативных автономных системах трех степеней свободы как при интегрировании, так и изучении основных динамических свойств достаточно четырех не зависящих от времени интегралов, которые могут быть как общими, так и частными. Ранее большее внимание к исследованию вызывали системы с частным интегралом Гесса, они привлекательны и в настоящее время. В статье вторым методом Ляпунова проведено исследование устойчивости одного из стационарных движений механической системы, допускающей частный интеграл Гесса. Функция Ляпунова строится по методу Четаева связкой из первых интегралов возмущенного движения. При анализе предварительно выполнено исключение части переменных, какими являются отклонения от стационарного движения, из первых интегралов с фиксированными константами. Для квадратичного выражения исключение переменных осуществляется разложением в восходящий ряд. Исследование положительной определенности неоднородной функции Ляпунова проведено критерием знакоопределенности многочленов многих переменных. В процессе анализа потребовалось большое количество всевозможных опе -раций обработки символьной информации, которые выполнялись системой аналитических вычислений на персональном компьютере. В результате проведенных вычислений формальная условная устойчивость почти всюду установлена членами до четвертого порядка включительно.
Бесплатно
Об устойчивости стационарного движения механической консервативной системы
Статья научная
В статье исследуется устойчивость стационарного движения нелинейной механической консервативной автономной системы, описывающей вращение твердого тела вокруг неподвижной точки. Для исследуемой системы известны три первых общих интеграла: энергии, момент количества движения, Пуассона. При равенстве Аппельрота, связывающем моменты инерции тела с координатами центра масс, допускается частный интеграл Гесса. Исследуемое стационарное движение имеет место и при существовании интеграла Г есса. Исследование устойчивости проведено по уравнениям линейного приближения возмущенного движения. Оно опирается на существование только нулевых и чисто мнимых корней характеристического уравнения с соответствующими им простыми элементарными делителями. Это выражается системой трех неравенств от коэффициентов характеристического уравнения, притом двукратный нулевой корень имеет простые элементарные делители. Анализ трех неравенств, выражающих чисто мнимые простые корни характеристического уравнения, позволил выделить семь областей решений. Отдельно рассмотрены случаи вырождения характеристического уравнения: появление дополнительных нулевых и кратных чисто мнимых корней. В частности, установлена неустойчивость в линейном приближении при условии существования частного интеграла Гесса. Показана необходимость применения системы аналитических вычислений.
Бесплатно
Обобщенное уравнение Буссинеска и его многомерные точные решения
Статья научная
Изучается нелинейное уравнение в частных производных четвертого порядка. Правая часть уравнения содержит многомерные аналоги уравнения Буссинеска, выражаемые через двукратные операторы Лапласа и квадраты градиентов искомых функций. С помощью специальной конструкции точного решения исходное уравнение в частных производных редуцируется к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Приведены примеры построенных точных решений уравнения типа Буссинеска, в том числе выражаемые через эллиптические функции Вейерштрасса и Якоби по времени и анизотропные по пространственным переменным. Найденные точные решения имеют не только теоретическое, но и прикладное значение, поскольку их можно использовать для тестирования, настройки и верификации численных методов и алгоритмов построения приближенных решений краевых задач для нелинейных уравнений в частных производных четвертого порядка, моделирующих гидродинамические процессы и явления.
Бесплатно
