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
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 |
(<Х ) , 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.