RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Труды Института математики и механики УрО РАН // Архив

Тр. ИММ УрО РАН, 2021, том 27, номер 2, страницы 108–119 (Mi timm1818)

Асимптотика решения задачи оптимального граничного управления с двумя малыми соподчиненными параметрами. II

А. Р. Данилин

Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Аннотация: Рассматривается задача оптимального граничного управления решениями уравнения эллиптического типа в ограниченной области с гладкой границей, с малым коэффициентом при операторе Лапласа и малым, соподчиненным с первым, коэффициентом при граничном условии и интегральными  ограничениями на управление
$$  \left\{  
\begin{array}{ll}  \displaystyle {\mathcal L}_\varepsilon z\mathop{:=}\nolimits - \varepsilon^2 \Delta z + a(x) z = f(x), &  \displaystyle                 x\in \Omega,\ \  z \in H^1(\Omega), \\[3ex]  \displaystyle l_{\varepsilon} z\mathop{:=}\nolimits \varepsilon^\beta \frac{\partial z}{\partial n} = g(x) + u(x), &  x\in\Gamma,  \end{array}
 \right.  $$
  со следующим функционалом качества  
$$  J(u) \mathop{:=}\nolimits \|z-z_d\|^2 + \nu^{-1}|||u|||^2 \to \inf, \quad   u \in \mathcal{U},  $$
где $0<\varepsilon\ll 1$, $\beta\geqslant 0$, $\beta\in\mathbb{Q}$$\nu>0,$ $H^1(\Omega)$ - соболевское пространство функций, $\partial z/\partial n$ - производная функции $z$ в точке $x\in\Gamma$ по направлению внешней  (по отношению к области $\Omega$) нормали,  
$$  
\begin{array}{c}   \displaystyle  a(\cdot),  f(\cdot), z_d(\cdot)  \in  C^\infty(\overline{\Omega}),  \quad   g(\cdot)\in C^\infty(\Gamma),\quad   \forall\, x\in \overline{\Omega}\quad a(x)\geqslant \alpha^2>0, \\[2ex]   \displaystyle \mathcal{U} = \mathcal{U}_1,\quad \mathcal{U}_r\mathop{:=}\nolimits \{u(\cdot)\in L_2(\Gamma)\colon      |||u||| \leqslant r\}.  \end{array}
 $$
Здесь через $\|\cdot\|$ обозначена норма в пространстве $L_2(\Omega)$, а через $|||\cdot|||$ - норма в пространстве $L_2(\Gamma)$. Получено полное асимптотическое разложение по степеням малого параметра решения рассматриваемой задачи в случае, когда $\beta\geqslant 3/2$. В отличие от ранее рассмотренного случая, в данной задаче существенность  ограничений на управление зависит от $|||g|||$.

Ключевые слова: сингулярные задачи, оптимальное управление, краевые задачи для систем уравнений в частных производных, асимптотические разложения.

УДК: 517.977

MSC: 35C20, 35B25, 76M45, 93C70

Поступила в редакцию: 31.01.2021
Исправленный вариант: 10.02.2021
Принята в печать: 15.02.2021

DOI: 10.21538/0134-4889-2021-27-2-108-119



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024