Принцип максимума
Мы
рассматривали метод динамического
программирования. Другой метод основан
на принципе максимума. Этот метод удобен,
когда есть ограничения на разовую
пере6менную.
Рассмотрим
задачу найти
,
,
t=0,…,T-1
(1)
– задано,
– свободно
Пусть
U
представляет собой интервал
Определим
функцию Понтрягина (Hamiltonian)
(2)
– сопряжения
(присоединения) функции
Теорема
(принцип
максимума необходимое условие).
- пара оптимальных последовательностей
уравнения (1) и H
определено в (2)
Тогда
существуют
,
с условием
такие,
что для всех t=0,…,T-1:
(3)
Если
- внутри U,
тогда:
Кроме
того,
удовлетворяет разностному уравнению:
,
t=0,…,T (4)
Теорема
(достаточное
условие).
Если
выполнены условия Теоремы 1 и H(t,x,u,p)
выпукла
вверх по x,uдля
любого t
, тогда тройка
-
оптимальна.
Пример
При
t
<3
функция Понтрягина равна:
При
t
=3
функция Понтрягина:
Функция
Понтрягина выпукла вверх по (x;
u).
Область управления U
открытая => (3) =>
=>
Разностное
уравнение (4) для pt
имеет
вид:
и,
следовательно,
так
как x3
свободен,
таким образом,
Поэтому
оптимальное управление: