Асимптотическое разложение решения сингулярно возмущенной задачи оптимального управления с малым коэффициентом коэрцитивности
А. Р. Данилин Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург
Аннотация:
Рассматривается задача оптимального управления решениями краевой задачи для сингулярно возмущенного эллиптического оператора в области
$\Omega$ с распределенным управлением
$$\mathcal{L}_\varepsilon z_\varepsilon \mathop{:=}\nolimits -\varepsilon^2 \Delta z_\varepsilon + a(x) z_\varepsilon = f + u_\varepsilon,\ \ x\in \Omega,\ \ z_\varepsilon\in H^1_0(\Omega),$$
$$ u_\varepsilon\in\mathcal{Г}\mathop{:=}\nolimits\{u(\cdot)\in L_2(\Omega)\colon \|u(\cdot)\|\leqslant 1 \,\},$$
$$ J\mathop{:=}\nolimits\|z_\varepsilon(\cdot)-z_d(\cdot)\|^2 + \nu^{-1}\|u_\varepsilon(\cdot)\|^{2}
\rightarrow \mathrm{inf}.$$
Получены априорные оценки системы оптимальности, которые показывают, что формальное асимптотическое решение системы оптимальности есть асимптотическое разложение искомого решения этой системы. Построено полное асимптотическое разложение в смысле Эрдейи по степеням малого параметра решения системы оптимальности для рассматриваемой задачи оптимального управления. В отличие от предыдущих работ аналогичной тематики, неотрицательный потенциал
$a(\cdot)$ может обращаться в ноль в конечном числе точек. Данная задача обладает большей регулярностью по сравнению с задачей исследования асимптотического разложения краевой задачи для указанного оператора. Асимптотическое разложение решения состоит из внешнего степенного разложения и внутреннего (в окрестности границы области
$\Omega$) с экспоненциально убывающими коэффициентами.
Ключевые слова:
оптимальное управление, асимптотическое разложение, сингулярно возмущенные задачи, малый параметр.
УДК:
517.977
MSC: 49J20,
34E05 Поступила в редакцию: 20.05.2018
DOI:
10.21538/0134-4889-2018-24-3-51-61