Название: Вариационное исчисление и оптимальное управление (4-е издание)
Автор: Зарубин B.C., Крищенко А.П. (ред.)
Издательство: МГТУ
Год: 2018
Формат: pdf
Страниц: 488
Размер: 93 mb
Язык: русский

Наряду с изложением основ классического вариационного исчисления и элементов теории оптимального управления рассмотрены прямые методы вариационного исчисления и методы преобразования вариационных задач, приводящие, в частности, к двойственным вариационным принципам. На примерах из физики, механики и техники показана эффективность методов вариа­ционного исчисления и оптимального управления для решения прикладных задач.
Для студентов и аспирантов технических университетов, а также для инженеров и научных работников, специализирующихся в об­ласти прикладной математики и математического моделирования.

Оглавление:
Предисловие
Основные обозначения
ЧАСТЬ I. КЛАССИЧЕСКОЕ ВАРИАЦИОННОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ
1. Основные понятия
1.1. Задачи, приводящие к вариационным проблемам
1.2. Основные определения
1.3. Основные леммы вариационного исчисления
1.4. Некоторые замечания о задачах вариационного исчисления
Вопросы и задачи
2. Вариационные задачи с фиксированными границами
2.1. Простейшая задача вариационного исчисления
2.2. Функционалы от нескольких функций
2.3. Функционалы с производными высшего порядка
2.4. Функционалы от функций многих переменных
2.5. Канонический вид уравнений Эйлера
2.6. Инвариантность формы представления уравнения Эйлера
2.7. Простейшая задача в параметрической форме
2.8. Принцип Гамильтона. Интеграл энергии
Вопросы и задачи
3. Вариационные задачи с подвижными границами
3.1. Задача с подвижными концами
3.2. Задача с подвижными границами
3.3. Экстремали с угловыми точками
3.4. Задача с подвижными границами в пространстве
3.5. Задачи с односторонними вариациями
Вопросы и задачи
4. Задачи на условный экстремум
4.1. Основные типы задач на условный экстремум
4.2. Необходимые условия в задаче Лагранжа
4.3. Необходимые условия в изопериметрической задаче
4.4. Примеры задач на условный экстремум
4.5. Принцип взаимности в изопериметрических задачах
4.6. Задача Больца и задача Майера
Вопросы и задачи
5. Достаточные условия экстремума
5.1. Слабый экстремум
5.2. Условие Якоби
5.3. Инвариантный интеграл Гильберта
5.4. Сильный экстремум
Вопросы и задачи

ЧАСТЬ II. ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
6. Вариационные методы в оптимальном управлении
6.1. Постановка задач оптимального управления
6.2. Задача Лагранжа в форме Понтрягина
6.3. Некоторые задачи с ограничениями в классическом вариационном исчислении
6.4. Линейные задачи оптимального управления
6.5. Обсуждение методов вариационного исчисления
Вопросы и задачи
7. Принцип максимума
7.1. Автономная система управления. Формулировка принципа максимума
7.2. Обсуждение принципа максимума
7.3. Задача быстродействия
7.4. Линейная задача оптимального быстродействия
7.5. Задача синтеза управления
7.6. Задача с подвижными концами
7.7. Неавтономные системы
7.8. Понятие особого управления
Вопросы и задачи
8. Метод динамического программирования
8.1. Принцип оптимальности
8.2. Уравнение Беллмана
8.3. Уравнение Беллмана в задаче быстродействия
8.4. Связь метода динамического программирования с принципом максимума
8.5. Оптимальная стабилизация
Вопросы и задачи

ЧАСТЬ III. ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ВАРИАЦИОННОГО ИСЧИСЛЕНИЯ
9. Формулировка вариационных задач
9.1. Операторное уравнение
9.2. Вариационное уравнение
9.3. Примеры построения функционала по вариационному уравнению
9.4. Исследование выпуклости функционала
Вопросы и задачи
10. Методы решения вариационных задач
10.1. Минимизирующие последовательности
10.2. Методы приближенного решения вариационных задач
10.3. Собственные значения симметрического оператора
10.4. Приближенное решение задачи на собственные значения
Вопросы и задачи
11. Двойственные вариационные задачи
11.1. Альтернативные функционалы
11.2. Построение альтернативного функционала
11.3. Оценка погрешности приближенного решения
Вопросы и задачи

ЧАСТЬ IV. ПРИЛОЖЕНИЯ ВАРИАЦИОННЫХ МЕТОДОВ
12. Принцип Гамильтона
13. Колебания струны
14. Колебания мембраны
15. Уравнения движения идеальной жидкости
16. Задача Чаплыгина
17. Аэродинамическая задача Ньютона
18. Задача о продольном изгибе упругого стержня
18.1. Действие потенциальной силы
18.2. Действие следящей силы
18.3. Динамический подход
19. Вариационные принципы Лагранжа, Рейсснера и Кастильяно
20. Вариационные принципы термоупругости
21. Двусторонние оценки в теплопроводности
Рекомендуемая литература
Предметный указатель