Введение. Обзор литературы 3
Постановка задачи 4
Глава 1. Адаптивный метод 4
§1.1. Задача оптимального управления в классе линейных систем . . 4
§1.2. Процедура сведения к ИЗЛП 5
§1.3. Описание адаптивного метода 7
§1.4. Опора 7
§1.5. Алгоритм метода 8
Глава 2. Приложение адаптивного метода в задачах оптимального управления 11
§2.1. Неоклассическая модель экономического роста 11
§2.2. Задача построения оптимального распределения капитальных
вложений в отрасли 18
Заключение 24
Список литературы 25
Приложение 27
В современном мире многие процессы можно описать математической моделью. Часть параметров модели поддается регулированию, потому ставится вопрос об управлении этими параметрами для достижения лучших результатов. Решение подобных задач заключается в нахождении оптимального управляющего воздействия, удовлетворяющего заданным условиям и обеспечивающего максимум (минимум) критерию качества системы. С появлением всевозможных машин теория оптимального управления получила широкое распространение. Развитие теории оптимального управления связано с такими учеными, как Р. Е Калман [1], Л. С Понтрягин [2], В. И Зубов [3] и многими другими. Применением динамического программирования для решения задач теории оптимального управления занимались Р. Беллман [4], а также Л. А. Петросян и В. В. Захаров [5].
В дальнейшем появилась потребность в нахождении оптимального управления в режиме реального времени, в связи с этим Р. Габасов и его ученики разработали адаптивный метод [6-8]. Данный метод применим к множеству задач, например: задача об оптимальном управлении вращательным движением вала электродвигателя [9], задача успокоения колебательной двухмассовой системы [10]. Именно этот метод подробно описан в данной работе и применен к конкретным задачам.
Постановка задачи
Требуется решить задачу оптимального программного управления. А именно, найти такое допустимое управление, доставляющее максимум (минимум) заданному функционалу. Для решения исходную задачу нужно свести к интервальной задаче линейного программирования (ИЗЛП), а затем применить адаптивный метод. В главе 1 подробно изложены все этапы данного подхода, а в главе 2 описаны его приложения к нескольким экономическим задачам.
В ходе работы над данным проектом:
1. Изучен адаптивный метод, применяемый к задачам оптимального управления.
2. Метод применен к задаче построения оптимального управления для модели макроэкономического роста. Построено оптимальное управление для этой задачи, результаты приведены на графиках.
3. Метод опробован на задаче построения оптимального распределения капитальных вложений в отрасли, для которой тоже построено оптимальное управление и приведены графики.
4. Для обеих задач разработаны программы в среде MATLAB, фрагменты которых приведены в приложении.
5. Результаты докладывались на конференциях: XLVII Международная научная конференция аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость» (доклад с публикацией [12]) и XLVIII Международная научная конференция аспирантов и студентов «Процессы управления и устойчивость» (доклад, статья принята к публикации).
1. Калман Р. Е. Об общей теории систем управления. Труды I Междунар. конгресса ИФАК. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т 2. С. 521-547.
2. Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1969. 384 с.
3. Зубов В. И. Математические методы исследования систем автоматического регулирования. Л.: Машиностроение, 1974. 336 с.
4. Беллман Р., Гликсберг И., Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления. М.: ИЛ, 1962. 336 с.
5. Петросян Л. А., Захаров В. В. Математические модели в экологии. СПб.:Изд-во С.-Петербург. ун-та, 1997. 253 с.
6. Альсевич В. В., Габасов Р., Глушенков В. С. Оптимизация линейных экономических моделей. Минск: Изд-во БГУ, 2000. 211 с.
7. Балашевич Н. В., Габасов Р., Кириллова Ф. М. Численные методы программной и позиционной оптимизации линейных систем управления// Журн. вычисл. математики и мат. физики. 2000. Вып. 40, № 6. С. 838-859.
8. Габасов Р. Методы оптимизации: пособие. Минск: Четыре четверти, 2011. 472 с.
9. Попков А. С., Баранов О. В. Об оптимальном управлении вращательным движением вала электродвигателя // Процессы управления и устойчивость. 2014. Т. 1. № 1. С. 31--36.
10. Клюенков А. Л. Реализация адаптивного метода в одной задаче оптимального управления // Процессы управления и устойчивость. 2015. Т. 2. № 1. С. 53-58.
11. Трошина Н. Ю. Теория оптимального управления [Электронный ресурс]: URL:http://nto.immpu.sgu.ru/sites/default/files/3/ 54992.
pdf (дата обращения: 16.03.2017).
12. Бойко А. В., Зубаков А. В. Применение адаптивного метода в неоклассической модели экономического роста // Процессы управления и устойчивость. 2016. Т. 3. № 1. С. 607-611.