Семинары

В докладе будут рассмотрены три модифицированные задачи о брахистохроне. 1) Задача с тягой и фиксированной конечной высотой. Исследуется задача о максимизации горизонтальной координаты точки, движущейся в вертикальной плоскости под действием сил тяжести, вязкого трения, и взаимосвязанная с ней задача о брахистохроне. В задаче вводится штраф за расход топлива для точечной массы, движущейся в вертикальной плоскости в однородном поле силы тяжести. Сопротивление среды считается вязким. В качестве управляющих переменных рассматриваются нормальная составляющая силы реакции кривой и тяга. Задача оптимального управления сводятся к краевой задаче для системы четырёх нелинейных дифференциальных уравнений. Аналитический анализ полученной системы позволяет получить структуру оптимальных траекторий. Определена структура программы управления экстремальной тягой и аналитически найдена последовательность экстремальных дуг. 2) Задача с переменной массой. В качестве управляющих переменных рассматриваются угол наклона и тяга. Задан объём топлива. Цель управления состоит в максимизации горизонтальной координаты точки за заданное время. Исследовано сингулярное управление, входящее в оптимальный синтез. Определяется структура оптимальной тяги в трехмерном пространстве «угол наклона-скорость-масса» для конкретной области фазовых переменных. 3) Задача с фазовыми ограничениями на угол наклона траектории. Предполагается, что на угол наклона траектории наложены ограничения типа неравенств. Задача оптимального управления с фазовыми ограничениями сведена к задаче с ограничениями на управление. В результате ее решения для исходной задачи определяется последовательность и количество выходов на фазовые ограничения и строится синтез оптимального управления.