Файл: Цирлин, А. М. Основы оптимального управления конспект лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 84

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

66

функция Лаграпжа также позволяем дать внжяпю оценку иоконого макоимума.

Действительно, обозначив

можно записать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

* " & \ *

9

C

^

J

Y 8 > x

 

 

- ^ сз?-л

 

На рис . 7 . 5,б множеотвоТГзаштриховано!.

Еоли

i/7

оказалось

таким, что максимум функции ^

 

по

попал

в точку

 

Хй

О * то Цроцедура

максимизации приведет

к

точному

решению*

При

всех

других jf

этот

максимум

соответствует

другому

8наче<*

нио

xXj

и его

величина больше, чем Ув

С^У'

Когда

разности

между

и

 

 

 

достаточно мала, можно не только оцепить

решение

сверху,

но

и узнать

на

сколько

эта

оценке далека от

истинного" решения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вадачу нахождения оценки условного максимума

J-c

можно

трактовать, таким образом,как

вадачу определения функции

J-

Щ такой,

чтобы

()

 

 

j jiОО )

на

множестве

 

возможно

меньже

отличалась

от

константы. Если же удаетоя полу­

чить

аффективный

алгоритм

нахождения J

() , для которой

^(!Хз ; тОтожеотвенно равна константе,

то

этот

алгоритм

з а ­

дает

решение

задачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дри:-эр.

Найдем

оценку

решения

в вадаче о

максимуме

 

 

при условии

•+ Уд - 3 - О,

17.21)


67

В качестве множества V,

выберем

множество

значений у ,

ограниченное неравенствами

в (7.11).

Функция

Лагранжа

 

 

 

+Jy, + 2Jyt

 

-ЗУ

Зададим

некоторое значение jf"

и найдем верхнюю оценку

Пусть <jf = I .

^

 

 

 

 

 

Максимум

этой

функции

на

множестве

\^

достигается в точке

(3.3) и равен /? *-"/S"".

 

 

 

 

 

Множитель

ыожет

зависеть

и и

^

. Пусть, например,

Максимум

этой

функции

на

V/

достигается в точках (3.0)

и (0,3) .

 

 

 

 

 

 

 

т . е . оценка

оказалась лучше,

чем при

а//

= I . Более того,

можно утверждать, что эту оценку нельзя улучшить, и нами най­

дено решение.

Действительно, одна из

точэк,

в

которой

достигав

сн максимум

 

R

на

V ,

а именно

точка

^

 

- 3,

^ =

О,

удовлетворяет

(7.21)

(принадлежит

t)

) ,

а

значит,

является ре

шением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Совершенно очевидно,что в общем случае такой произвольный

подход к выбору j/

вряд ли приведет

к точной

оценке. Поэтому

выберем

«У

так,

чтобы максимум

А?

по

 

 

возможно

меньше

зависел

от

составляющих

 

 

 

 

 

 

 

Заметим,

что при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< y ~ J 4 ^ - ^

 

 

 

 

 

 

(7.22)

этот максимум достигается

при J ^ = 3 ;

 

 

 

 

 

 


 

 

 

68

при

 

 

 

J- у,

 

 

 

он достигается

при

^fj

= О.

Рассмотрим

первый

случай

так как

 

меняется о* нуля до трех, то неравенство

(7,22)

аадает

допустимый

диапазон

изменения

j/от

минус трех до

нудя.

Выберем

из

БТОГО

диапазона

значений

такое,

чтобы при

 

^ = 0

и

 

2

выражение (7.23)

принимало одно и то хе

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

9 = 9 Н -

5 + М* .

 

 

 

 

откуда

у

=

-у-

 

 

 

 

Максимум этого

выражения

 

достигается при ^

= 8 , ^ . = 3

и равен

 

 

 

 

 

П * = 9 + Э - 9 -• -3— + 3 - - 3 — =» 9,

 

<

 

2

2

 

 

что совпало о решением, полученным нами выше.

 

'Заметим, сто

решение

ЭФОЙ задачи лежит

на

границе области Д,

и классическая

процедура

 

Лагранжа здесь не

пригодна.

7.9.

Для приближенного

определения значения J и последую­

щей оценки рушения можно воспользоваться идеей штрафных функ­ ций Jl'^i^J. Образуем обобщенную целовую функцию

где

'

у


 

 

 

 

 

 

 

69

 

 

 

 

 

 

 

Фушщии Hi

при достаточно

больших положительных коэффи­

циент!

 

"штрафуют" за нарушение уравнений

о:нзи.

Пред полонии,

что иакоимуы критерия

(7,24)

 

при некоторых С(-

впйдон н оказался в точке

JCK

. Тогда

я этой

точке

Л/,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v/

1_

/

/ V .

1л.

/

П Л

.

f X.

У /

/ У.

I =

(J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25)

С другой

оторозы,

фикция

Лагранжа

 

R

при правильном вы­

боре множителей

jj

имеет относительный

иакоимуы по Л в

ючке

X*

 

• .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

Еоли

У к

 

достаточно

близка к

то приближенное значение

множителей jj.

,

как следует

иа оравнения (7.25/

и (7.26), раз­

но

 

 

 

^

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

J . - c i ^ t f D

'Л/

Теперь, подставив в R %/!{<% можно найш верхнюю оценку решения. Оценкой же сниэу является значение J. на лвбоы на

допустимых решенаЗ.