Smoothness of solutions to the damping problem for nonstationary control system with delay of neutral type on the whole interval

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

We consider the damping problem for a nonstationary control system described by a system of differential-difference equations of neutral type with smooth matrix coe cients and several delays. This problem is equivalent to the boundary-value problem for a system of second-order differentialdifference equations, which has a unique generalized solution. It is proved that the smoothness of this solution can be violated on the considered interval and is preserved only on some subintervals. Su cient conditions for the initial function are obtained to ensure the smoothness of the generalized solution over the entire interval.

Full Text

Введение Впервые задача об успокоении системы управления с последействием рассматривалась Н. Н. Красовским [7]. Поведение системы управления описывалось системой линейных дифференциально-разностных уравнений запаздывающего типа с постоянными коэффициентами и постоянным запаздыванием. В работах [11, 18] задача Н. Н. Красовского об успокоении системы управления с последействием была обобщена на случай, когда уравнение, описывающее управляемую систему, содержит также старшие члены с запаздыванием, т. е. имеет нейтральный тип. Многомерная система управления с постоянными матричными коэффициентами исследовалась в [9, 14], а многомерная нестационарная система управления нейтрального типа рассматривалась в [2, 3]. Системы управления с последействием запаздывающего типа изучались в [1, 8, 10]. Отметим также работы, посвященные исследованию систем нейтрального типа с малыми коэффициентами при членах с запаздыванием [15, 17]. Настоящая работа посвящена исследованию гладкости обобщенных решений краевых задач для систем дифференциально-разностных уравнений нейтрального типа, к которым сводится задача об успокоении многомерных нестационарных систем управления нейтрального типа, рассмотренная в [2, 3]. Гладкость обобщенных решений этих краевых задач может нарушаться внутри интервала при сколь угодно гладкой начальной функции. Однако, как показано в статье [1], гладкость решений сохраняется на некоторых подынтервалах. В данной статье получены достаточные условия сохранения гладкости на всем интервале. Статья построена следующим образом. В первом разделе содержится введение, второй раздел посвящен постановке задачи об успокоении многомерной системы управления с последействием и связи между вариационной задачей, описывающей модель успокоения системы управления с последействием нейтрального типа, и краевой задачей для системы дифференциально-разностных уравнений второго порядка. В том же разделе сформулирована теорема об однозначной разрешимости рассматриваемой краевой задачи. Доказательство результатов, изложенных во втором разделе, можно найти в работе [2]. В третьем разделе содержатся свойства разностных операторов на конечном интервале. В четвертом разделе изучается гладкость обобщенных решений на подынтервалах [1]. Отметим, что вопросы гладкости обобщенных решений второй краевой задачи для дифференциально-разностных уравнений с переменными коэффициентами рассматривались в работах [12, 13]. 16. Постановка задачи Рассмотрим линейную систему управления, описываемую системой дифференциально-разностных уравнений M M \ Am(t)y×(t - mτ )+ \ Bm(t)y(t - mτ ) = u(t), 0 < t < T. (2.1) m=0 m=0 ij Здесь y(t) = (y1(t),... , yn(t))T - неизвестная вектор-функция, описывающая состояние системы, u(t) = (u1(t),... , un(t))T - вектор-функция управления, Am(t) = {am(t)}i,j=1,...,n, Bm(t) = bm m m { ij (t)}i,j=1,...,n - матрицы порядка n × n с элементами aij (t), bij (t), которые являются вещественными непрерывно дифференцируемыми функциями на R, τ = const > 0 - запаздывание. Предыстория системы задается начальным условием y(t) = ϕ(t), t ∈ [-Mτ, 0]. (2.2) Здесь ϕ(t) = (ϕ1(t),... , ϕn(t))T - некоторая вектор-функция. Рассмотрим задачу о приведении системы (2.1) с начальным условием (2.2) в положение равновесия при t T. Для этого мы найдем такое управление u(t), 0 < t < T, что y(t) = 0, t ∈ [T - Mτ, T ], (2.3) где T > (M + 1)τ. Будем искать управление, доставляющее минимум функционалу энергии T r |u(t)|2dt → min, 0 где |· | - евклидова норма в Rn. Таким образом, в силу (2.1) мы получаем вариационную задачу о минимуме функционала r T M M 2 J (y) := \ Am(t)y×(t - mτ )+ \ Bm(t)y(t - mτ ) dt → min . (2.4) 0 m=0 m=0 Мы приведем без доказательства ряд результатов из [2, 3], необходимых нам в дальнейшем для изучения гладкости обобщенных решений. Чтобы установить взаимосвязь между вариационной задачей (2.4), (2.2), (2.3) и соответствующей краевой задачей для системы дифференциально-разностных уравнений, введем некоторые вспомогательные обозначения для различных вещественных функциональных пространств. ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 3 Обозначим через C(R) пространство непрерывных и ограниченных на R функций с нормой ||x(t)||C(R) = sup |x(t)|. t∈R Пусть Ck(R), k ∈ N, - пространство непрерывных и k раз непрерывно дифференцируемых функций на R, ограниченных на R вместе со всеми производными вплоть до k-го порядка, с нормой || || x(t) Ck (R) = max 0 i k sup |x(i)(t)|. t∈R 2 Обозначим через W k(a, b) пространство абсолютно непрерывных на [a, b] функций, имеющих производную k-го порядка из L2(a, b) со скалярным произведением 2 (a,b) (v, w)W k b k r = \ v(i)(t)w(i)(t)dt. i=0 a Пусть W˚ k(a, b) = {w ∈ W k(a, b) : w(i)(a) = w(i)(b) = 0,i = 0,... ,k - 1}. 2 2 Введем пространства вектор-функций n n n Ln n k,n n k k,n n ˚ k 2 (a, b) = i=1 L2(a, b), W2 (a, b) = i=1 W2 (a, b), W˚2 (a, b) = i=1 W2 (a, b), со скалярными произведениями n n (v, w)Ln = \(v ,w ) , (v, w) k,n = \(v ,w )W k , 2 (a,b) i i=1 i L2 (a,b) W2 (a,b) i i=1 i 2 (a,b) где v = (v1,... , vn)T , w = (w1,... , wn)T . Покажем, что вариационная задача (2.2)-(2.4) эквивалента краевой задаче для системы дифференциально-разностных уравнений второго порядка. Пусть y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) - решение вариационной задачи (2.2)-(2.4), где ϕ ∈ W 1,n(-Mτ, 0). 2 2 Введем пространства 2 L = {v ∈ Ln(-Mτ, T ) : v(t) = 0, t ∈ (-Mτ, 0) ∪ (T - Mτ, T )}, 2 W = {v ∈ W 1,n(-Mτ, T ) : v(t) = 0, t ∈ (-Mτ, 0) ∪ (T - Mτ, T )}. Мы будем часто отождествлять пространство L c Ln(0,T - Mτ ), а пространство W с W˚ 1,n(0,T - 2 2 Mτ ), не оговаривая этого специально. W 1,n Пусть v ∈ W - произвольная фиксированная функция. Тогда функция y + sv принадлежит 2 (-Mτ, T ) и удовлетворяет краевым условиям (2.2), (2.3) для всех s ∈ R. Обозначим J (y + sv) = F (s). Поскольку J (y + sv) J (y), s ∈ R, мы имеем dF ds s=0 = 0, (2.5) r T M M \T B(y, v) := \ Am(t)y×(t - mτ )+ \ Bm(t)y(t - mτ ) × 0 m=0 m=0 M \ × l=0 Al(t)v×(t - lτ )+ M \ l=0 \ Bl(t)v(t - lτ ) dt. (2.6) Из равенства (2.5) следует, что Обозначим T r B(y, v) = 0, v ∈ W . (2.7) Bm,l(y, v) = 0 (Am(t)y×(t - mτ )+ Bm(t)y(t - mτ ))T (Al(t)v×(t - lτ )+ Bl(t)v(t - lτ )) dt. (2.8) 4 А. Ш. АДХАМОВА Проведем преобразование слагаемых, полученных при раскрытии скобок в правой части (2.8). В слагаемых, содержащих v(t - lτ ) или v×(t - lτ ), сделаем замену переменной ξ = t - lτ. Получим T -lτ r Bm,l(y, v) = -lτ (Am(ξ + lτ )y×(ξ + (l - m)τ )+ Bm(ξ + lτ ) × × y(ξ + (l - m)τ ))T (Al (ξ + lτ )v×(ξ)+ Bl(ξ + lτ )v(ξ))dξ. Возвращаясь к старой переменной t, полагая t = ξ и учитывая, что v(t) = 0 при t ∈ (-Mτ, 0) ∪ (T - Mτ, T ), имеем T -Mτ r Bm,l(y, v) = 0 (Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ )+ Bm(t + lτ ) × × y(t + (l - m)τ ))T (Al(t + lτ )v×(t)+ Bl(t + lτ )v(t))dt. (2.9) Из (2.6), (2.8) и (2.9) следует, что B(y, v) = T -Mτ r \ M {(Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ ))T (Al (t + lτ )v×(t)) + 0 l,m=0 + [(Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ ))T Bl(t + lτ ) - ((Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ))T Al (t + lτ ))× + + (Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ))T Bl(t + lτ )]v(t)}dt. (2.10) Из (2.10) и определения обобщенной производной следует, что M \ AT × 1,n l,m=0 l (t + lτ )Am(t + lτ )y (t + (l - m)τ ) ∈ W2 (0,T - Mτ ). (2.11) 2 Подставляя (2.10) в (2.7), в силу (2.11) мы можем произвести интегрирование по частям. Поскольку v ∈ W˚ 1,n(0,T - Mτ ) - произвольная функция, мы получим ⎛ M ⎞× ARy := - ⎝ \ l,m=0 l AT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ )⎠ + M ⎛ M ⎞× + \ l,m=0 l BT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ ) - ⎝ \ l,m=0 M l AT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ )⎠ + + \ l,m=0 l BT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ) = 0 (t ∈ (0,T - Mτ ). (2.12) 2 Таким образом, вектор-функция y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) удовлетворяет системе дифференциальноразностных уравнений (2.12) почти всюду на интервале (0,T - Mτ ). 2 Определение 2.1. Вектор-функция y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) называется обобщенным решением задачи (2.12), (2.2), (2.3), если выполняется условие (2.11), y(t) почти всюду на (0,T - Mτ ) удовлетворяет системе уравнений (2.12), а также краевым условиям (2.2), (2.3). Очевидно, следующее определение обобщенного решения эквивалентно определению 2.1. 2 Определение 2.2. Вектор-функция y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) называется обобщенным решением задачи (2.12), (2.2), (2.3), если она удовлетворяет интегральному тождеству B(y, v) = T -Mτ r M l \ (AT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ ))T v×(t)dt + 0 l,m=0 ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 5 T -Mτ r + M \ l {(BT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ ))T - 0 l,m=0 l - ((AT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ))×)T + l 2 + (BT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ))T }v(t)dt = 0 (2.13) для всех v ∈ W˚ 1,n(0,T - Mτ ), а также краевым условиям (2.2), (2.3). 2 Таким образом, мы доказали, что если вектор-функция y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) является решением вариационной задачи (2.2)-(2.4), то она будет обобщенным решением краевой задачи (2.12), (2.2), (2.3). 2 Справедливо и обратное утверждение: если вектор-функция y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) является обобщенным решением краевой задачи (2.12), (2.2), (2.3), то она будет решением вариационной задачи (2.2)-(2.4), см. [2]. Таким образом, справедливо следующее утверждение. 2 Теорема 2.1. Пусть ϕ ∈ W 1,n(-Mτ, 0). Функционал (2.4) с краевыми условиями (2.2), (2.3) достигает минимума на некоторой функции тогда и только тогда, когда она является обобщенным решением краевой задачи (2.12), (2.2), (2.3). Имеет место следующий результат, см. [2]. Лемма 2.1. Пусть det A0(t) /= 0, t ∈ R. Тогда для всех w ∈ W 2 2 (0,T -Mτ ) J0(w) c1||w||W 1,n , (2.14) где c1 > 0 -постоянная, не зависящая от w, T × r M \ J0(v) := 0 \ Ak (t)v×(t - kτ ) k=0 dt. (2.15) Используя лемму 2.1, можно доказать следующее утверждение, см. [2]. 2 Теорема 2.2. Пусть det A0(t) /= 0, t ∈ R. Тогда для любой вектор-функции ϕ ∈ W 1,n(-Mτ, 0) 2 существует единственное обобщенное решение y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) краевой задачи (2.12), (2.2), (2.3), при этом ||y||W 1,n c||ϕ|| 1,n , (2.16) 2 (-Mτ,T ) где c > 0 -постоянная, не зависящая от ϕ. W2 (-Mτ,0) 17. Свойства разностных операторов Положим d := T - Mτ. Пусть d = (N + θ)τ, где N ∈ N, 0 < θ 1. Введем некоторые дополнительные обозначения. Если 0 < θ < 1, обозначим Q1s = ((s - 1)τ, (s - 1 + θ)τ ), s = 1,... ,N + 1 и Q2s = ((s - 1 + θ)τ, sτ ), s = 1,... , N. Если θ = 1, обозначим Q1s = ((s - 1)τ, sτ ), s = 1,... ,N + 1. Таким образом, мы имеем два семейства непересекающихся интервалов, если 0 < θ < 1, и одно семейство, если θ = 1; причем каждые два интервала одного семейства получаются друг из друга сдвигом на некоторое число. Не ограничивая общности, будем предполагать M = N. Введем оператор R : Ln(0, d) → Ln(0, d) по формуле 2 2 M (Rx)(t) = \ l,m=0 l AT (t + lτ )Am(t + lτ )x(t + (l - m)τ ). (3.1) Лемма 3.1. Оператор R : Ln(0, d) → Ln(0, d) самосопряженный, т. е. для любых x, y ∈ L2(R) выполняется равенство 2 2 2 (R) (Rx, y)Ln 2 = (x, Ry)Ln (R). 6 А. Ш. АДХАМОВА 2 Доказательство. Действительно, при любых x, y ∈ Ln(R), делая замену t× = t+(l-m)τ, получим (Rx, y)Ln r +∞⎛ M = \ ⎞ AT (t + lτ )Am(t + lτ )x(t + (l - m)τ ) y(t)dt = 2 (R) ⎝ l -∞ l,m=0 ⎠ +∞ ⎛ M ⎞ r = x(t×) ⎝ \ -∞ l,m=0 m AT (t× + mτ )Al (t× + mτ )y(t× + (m - l)τ )⎠ dt×. Обозначая t× через t и меняя местами индексы l, m, имеем (Rx, y)Ln +∞ ⎛ M \ r = x(t) ⎞ AT (t + lτ )Am(t + lτ )y(t + (l - m)τ ) dt = (x, Ry) . 2 (R) -∞ ⎝ l l,m=0 2 ⎠ Ln (R) Запишем оператор R в виде где (Ry)(t) := M \ s=-M Cs(t)y(t + sτ ), (3.2) Cs(t) := \ l,m:l-m=s l AT (t + lτ )Am(t + lτ ) (3.3) - матрица порядка n × n с элементами cij (t), i, j = 1,... , n. По построению cij (t) - непрерывно s s дифференцируемые функции на R. Обозначим Q := (0, d). Введем ограниченные операторы IQ : Ln(Q) → Ln(R) и PQ : Ln(R) → 2 2 2 Ln 2 (Q) следующим образом: (IQx)(t) = x(t), t ∈ (0, d), (IQx)(t) = 0, t ∈/ (0, d) и (PQy)(t) = y(t), t ∈ (0, d). Обозначим RQ = PQRIQ. Из леммы 3.1 вытекает следующий результат. Лемма 3.2. Оператор RQ : Ln(Q) → Ln(Q) ограниченный и самосопряженный. 2 2 Пусть Pα : Ln(Q) → Ln(J Qαs) - оператор ортогонального проектирования из пространства 2 2 s Ln n n f n 2 (Q) на пространство L2 (J Qαs), где L2 (J Qαs) = y ∈ L2 (Q) : y(t) = 0, t ∈ (0, d)\ J Qαs , s s s α = 1, 2, если θ < 1; α = 1 и Pα - единичный оператор, если θ = 1. Очевидно следующее утверждение. 2 Лемма 3.3. Ln(J Qαs) -инвариантное подпространство оператора RQ. s 2 Введем оператор Uα : L2(J Qαs) → LN (α)(Qα1) по формуле s (Uαy)k (t) = y(t + (k - 1)τ ),t ∈ Qα1, (3.4) где k = 1,... ,N (α); N (α) = M + 1, если α = 1; N (α) = M, если α = 2. Введем теперь изометрический изоморфизм гильбертовых пространств 2 U α : Ln(J Qαs) → LnM 2 (Qα1) по формуле где s (U αy)(t) = ((Uαy1)T ,... , (Uαyn)T )T (t), (3.5) 2 y = (y1,... , yn)T ∈ Ln(0, d), (Uαyj )(t) = ((Uαyj )1(t),... , (Uαyj )M (t))T . Для каждого α = 1, 2 рассмотрим блочную матрицу }i,j=1 Rα(t) = {Rαij (t) n . (3.6) Здесь R1ij - квадратные матрицы порядка (M + 1) × (M + 1) с элементами r1ij ij kl = cl-k(t + (k - 1)τ ), k, l = 1,... ,M + 1, (3.7) ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 7 R2ij - квадратные матрицы порядка M × M с элементами r2ij ij kl = cl-k(t + (k - 1)τ ), k, l = 1,... , M. (3.8) Лемма 3.4. Оператор RQα = U αRQU -1 : LnN (α)(Qα1) → LnN (α)(Qα1) является оператором α 2 2 умножения на симметричную матрицу Rα(t). 2 Доказательство. Пусть V ∈ LnN (α)(Qα1). Обозначим v = U -1V ∈ Ln(J Qsl). В силу форму- α 2 l лы (3.4) и определения оператора RQ мы имеем 1 α V ) (t) = (U R v) (t) = (RQαV )(i-1)N (α)+k (t) = (U αRQU - (i-1)N (α)+k = \ \ Cij n α Q (i-1)N (α)+k s (t + (k - 1)τ )vj (t + (k - 1+ s)τ ) (t ∈ Qα1). (3.9) j=1 s Здесь мы суммируем по s таким, что 1 k + s N (α). Пусть l := k + s. Тогда из (3.9) и (3.8) следует, что n N (α) n N (α) \ \ ij \ \ αij (RQαV )(i-1)N (α)+k (t) = j=1 l=1 Cl-k (t + (k - 1)τ )vj (t + (l - 1)τ ) = j=1 l=1 rkl (t)V(j-1)N (α)+l (t). 2 Таким образом, мы доказали, что оператор RQα является умножением на матрицу Rα в пространстве LnN (α)(Qα1). Отсюда из леммы 3.2 следует симметричность матрицы Rα. Также отметим следующее равенство: U αRQy = RαU αy, y ∈ L2(Q). (3.10) Пусть Bmp(t) - алгебраическое дополнение элемента rmp матрицы R1, m, p = 1,... ,n ×(M + 1). Будем записывать индексы следующим образом: Bi+(l-1)(M +1) (t), где i, j = 1,... ,M + 1, k, l = j+(k-1)(M +1) lk1 1,... , n. Таким образом, Bi+(l-1)(M +1) (t) соответствует элементу R , находящемуся в i-й строке j+(k-1)(M +1) и j-м столбце. Аналогичным образом обозначим через ri+(l-1)(M +1) j+(k-1)(M +1) ij = rlk элемент матрицы R1, находящийся в i-й строке и j-м столбце матрицы R1lk. Обозначим через B1 матрицу, полученную вычеркиванием первой строки и первого столбца из каждой матрицы Rij1, i,j = 1,... , n. Важно, что матрица B1 совпадает с матрицей, полученной вычеркиванием последней строки и последнего столбца в каждой матрице Rij1, i,j = 1,... , n. Лемма 3.5. Оператор RQ : W˚ 1,n(0,T - Mτ ) → W 1,n(0,T - Mτ ) является непрерывным, 2 2 причем (RQy)× = RQy× + R× y для любых y ∈ W˚ 1,n(0,T - Mτ ). Q 2 Доказательство очевидно. Обозначим через W 1,n подпространство функций w ∈ W 1,n(0,T - Mτ ), которое удовлетворяет 2,Γ 2 следующим условиям: \ \ Bi+(l-1)(M +1) n M +1 1+(k-1)(M +1)(0)wl (i - τ ) = 0, (3.11) l=1 i=1 \ \ Bi+(l-1)(M +1) n M +1 k(M +1) (θ)wl(θ + i - τ ) = 0, (3.12) где k = 1,... , n. l=1 i=1 Лемма 3.6. Предположим, что det R1(t) /= 0, t ∈ Q11 и det B1(t) /= 0, t ∈ Q21. Тогда оператор RQ отображает W 1,n(0,T - Mτ ) на пространство W 1,n(0,T - Mτ ) непрерывно и взаимно 2 однозначно. 2,Γ 8 А. Ш. АДХАМОВА Доказательство. Докажем, что RQ(W 1,n(0,T - Mτ )) ⊂ W 1,n(0,T - Mτ ), \ \ Bi+(l-1)(M +1) n M +1 2 \ \ n M +1 2,Γ n \ 1+(k-1)(M +1)(0) (RQy)l(i - 1) = Bi+(l-1)(M +1) (0) 1+(k-1)(M +1) \ RlmQym (i - 1) = l=1 n i=1 M +1 l=1 n i=1 n M +1 m=1 n 1+(k 1)(M +1)(0) = \ \ Bi+(l-1)(M +1) - \(U 1RlmQym)i(0) = \ \ Bi+(l-1)(M +1) (0) 1+(k-1)(M +1) \(RlmU 1ym)i(0) = l=1 i=1 m=1 n M +1 l=1 n i=1 M +1 m=1 1+(k 1)(M +1)(0) = \ \ Bi+(l-1)(M +1) - ij \ \ rlmym(j - τ ) = l=1 n M +1 i=1 n M +1 m=1 j=2 = \ \ ym(j - τ ) \ \ Bi+(l-1)(M +1) i+(l-1)(M +1) m=1 j=2 l=1 i=1 1+(k-1)(M +1)(0) rj+(k-1)(M +1) = 0. 2 W 1,n Получаем, что если y ∈ W˚ 1,n(0,T - Mτ ), равенство (3.11) выполняется. Следовательно, RQy ⊂ 2,Γ (0,T - Mτ ). Равенство (3.12) рассматривается аналогично. Теперь докажем обратное вложение: W 1,n(0,T - Mτ ) ⊂ RQ(W˚ 1,n(0,T - Mτ )). Пусть w ∈ W 1,n 2,Γ nN (α) 2 nN (α) 2,Γ (0,T - Mτ ). Согласно лемме 3.4 оператор RQ : L2 (Qα1) → L2 (Qα1) имеет ограниченный обратный оператор R-1 : LnN (α)(Qα1) → LnN (α)(Qα1). Покажем, что y = R-1w ∈ W˚ 1,n(0,T - Q 2 2 Q 2 2 Mτ ). Без потери общности предположим, что θ = 1. Очевидно, что y ∈ W 1,n((s - 1)τ, sτ ). Таким образом, достаточно показать, что ym(0 + 0) = ym(0 - 0) и ym(0) = ym(d) = 0, l = 1,... , M, m = 1,... , n. Используя (3.11), получим \ \ Bi+(l-1)(M +1) n M +1 \ \ n M +1 n 1+(k-1)(M +1)(0) (RQy)l(i - τ ) = Bi+(l-1)(M +1) (0) (\ 1+(k-1)(M +1) RlmQym)(i - τ ) = l=1 i=1 n M +1 l=1 i=1 m=1 = \ \ Bi+(l-1)(M +1) i+(l-1)(M +1) m,l=1 i,j=1 1+(k-1)(M +1)(0)rj+(m-1)(M +1) ym(j - τ ) = det R1(0) × yk(0) = 0, 2 k = 1,... , n. Так как det R1(t) /= 0, получаем, что yk(0) = 0, k = 1,... , n. Используя (3.12), получим yk(T - Mτ ) = 0, k = 1,... , n. Теперь покажем, что RQy ⊂ W 1,n(0,T - Mτ ), т. е. (RQy)(τ + 0) = (RQy)(τ - 0), l = 1,... , M, m = 1,... , n. Пусть φl+(k-1)(M +1) = yk(τ + 0), l = 0,... ,M ; ψl+(k-1)(M +1) = yk(τ - 0), l = 0,... ,M + 1. Тогда \ \ rp,k n M +1 \ \ n M +1 i+1,lφl-1+(k-1)(M +1) = i,l - rp,kψl+(k 1)(M +1), k=1 l=1 k=1 l=1 i = 1,... , M, p = 1,... , n. Согласно краевым условиям φ0+(k-1)(M +1) = ψM +1+(k-1)(M +1) = 0. Получаем \ \ rp,k n M +1 \ \ n M +1 i+1,l+1φl+(k-1)(M +1) = i,l - rp,kψl+(k 1)(M +1). k=1 l=1 Используя равенство rp,k = rp,k , получаем k=1 l=1 i,l i+1,l+1 \ \ rp,k n M +1 i,l (φl+(k-1)(M +1) - ψl+(k-1)(M +1)) = 0, k=1 l=1 i = 1,... , M, p = 1,... , n. Неравенство det B1(0) /= 0 означает, что φl+(k-1)(M +1) = ψl+(k-1)(M +1), l = 1,... , M, k = 1,... , n. ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 9 18. Гладкость обобщенных решений на подынтервалах Как известно [4, 5, 18], гладкость обобщенных решений краевых задач для дифференциально-разностных уравнений нейтрального типа может нарушаться внутри интервала, на котором определено решение. С другой стороны, гладкость обобщенных решений сохраняется на некоторых подынтервалах. Приведем теорему о гладкости обобщенного решения на подынтервалах из [1]. 2 2 Теорема 4.1. Пусть det A0(t) /= 0, t ∈ R, и пусть ϕ ∈ W 2,n(-Mτ, 0). Тогда обобщенное решение y ∈ W 1,n(-Mτ, T ) задачи (2.12), (2.2), (2.3) обладает следующей гладкостью на подынтервалах интервала (0, d): 2 • y ∈ W 2,n((j - 1)τ, jτ ) (j = 1,... ,M + 1), если θ = 1; • y ∈ W 2,n((j - 1)τ, (j - 1+ θ)τ ) (j = 1,... ,M + 1) и y ∈ W 2,n((j - 1+ θ)τ, jτ ) (j = 1,... ,M ), 2 2 если θ < 1. Доказательство. 19. По теореме о продолжении функций в пространстве Соболева для любой вектор-функции ϕ ∈ W 2,n 2,n 2 (-Mτ, 0) существует Φ ∈ W2 (-Mτ, T ) такая, что Φ(t) = ϕ(t) при t ∈ (-Mτ, 0), Φ(t) = 0 при t ∈ (T - Mτ, T ) и ||Φ||W 2,n k1||ϕ|| 2,n , (4.1) 2 (-Mτ,T ) где константа k1 > 0 не зависит от ϕ. W2 (-Mτ,0) Введем вектор-функцию x(t) = y(t) - Φ(t) ∈ W 1,n(-Mτ, 0). Поскольку Φ ∈ W 2,n(-Mτ, T ), то 2 2 в силу (2.11) x(t) удовлетворяет условию M \ AT × 1,n l,m=0 l (t + lτ )Am(t + lτ )x (t + (l - m)τ ) ∈ W2 (0,T - Mτ ). (4.2) Таким образом, вектор-функция x(t) удовлетворяет почти всюду на интервале (0,T - Mτ ) системе дифференциально-разностных уравнений 0 × × и краевым условиям Здесь ARx := -(RQx ) (t) = F (t), t ∈ (0,T - Mτ ) (4.3) x(0) = x(T - Mτ ) = 0. (4.4) F (t) := -ARΦ - M \ l,m=0 l BT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ )+ M +( \ l,m=0 l AT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ))× - M - \ BT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ) ∈ Ln(0,T - Mτ ). l 2 l,m=0 20. Повторяя в обратном порядке выкладки раздела 2, сделанные при выводе системы дифференциально-разностных уравнений (2.12) из интегрального тождества (2.7), в силу леммы 2.1 мы получим неравенство (A0 w, w) = J0(w) c1||w 2 (4.5) || 2 W 1,n R Ln (0,T -Mτ ) n 2 (0,T -Mτ ) 0 для любых w ∈ C∞,n(0,T - Mτ ) := 0 n C∞(0,T - Mτ ). j=1 Будем предполагать, что supp w ⊂ J Qαs. Обозначим Wα = Uαw. Тогда из равенства (3.5) и s лемм 3.2, 3.4 следует, что LnN (α) -((RαW × )×, Wα) || c1||Wα 2 2 (Qα1 ) . (4.6) α 2 (Qα1 ) W 1,nN (α) 10 А. Ш. АДХАМОВА 2 Из (4.3) и формулы Лейбница следует, что вектор-функция Uαx ∈ W 1,nN (α)(Qα1) удовлетворяет почти всюду в Qα1 системе дифференциальных уравнений -Rα(t)(Uαx)××(t) = F0(t), t ∈ Qα1, (4.7) nN (α) α где F0(t) = F (t) - R× (t)(Uαx)×(t) ∈ L2 (Qα1). Таким образом, чтобы доказать утверждение теоремы, достаточно убедиться, что det R1(t) /= 0 2 W 2,n для всех t ∈ Qα1, поскольку тогда из (4.7) мы получим Uαx ∈ W 2,nN (α)(Qα1), т. е. y = x - Φ ∈ 2 (Qα1), s = 1,... ,N (α). Для доказательства того, что det R1(t) /= 0 для всех t ∈ Qα1, мы используем неравенство (4.5). 21. Пусть t0 ∈ Qα1 - произвольная точка. Выберем t1 и r так, что [t1 - r, t1 + r] ⊂ Qα1 ∩ (t0 - 0 δ, t0 + δ), где δ > 0 будет определено ниже. Предположим, что Wα ∈ C∞,nN (α)(t1 - r, t1 + r). Из (4.6) следует, что где ||W (Qα1 ) b1 + b2 k2||Wα 2 1,nN (α) 2 , (4.8) α LnN (α) b1 = (Rα(t0)W × ,W × ) , α 2 (t1 -r,t1+r) α LnN (α) b2 = ((Rα(t) - Rα(t0))W × ,W × ) . α 2 (t1 -r,t1+r) Поскольку коэффициенты матрицы Rα(t) равномерно непрерывны на [0,T - Mτ ], мы имеем 2 (t1 -r,t1+r) |b2| ε(δ)||Wα ||W 1,nN (α) , где ε(δ) → 0 при δ → 0. Выберем δ > 0 так, что ε(δ) < k2/2. Тогда из (4.8) мы получим (Rα(t0)W × ,W × ) 2 k2 α LnN (α) ||Wα|| . 2 α 2 (t1 -r,t1+r) 2 W 1,nN (α)(t1 -r,t1+r) 0 Получим теперь аналогичную оценку для функции Vα ∈ C∞,nN (α)(-R, R), где κ = R/r > 1. Сделаем замену переменной η = κ(t - t1). Обозначим Vα(η) = Wα(t(η)). Тогда из последнего неравенства мы получим LnN (α) (Rα(t0)V × (η),V × (η)) = κ-1(Rα(t0)W × (t),W × (t)) 2 α α 2 (-R,R) α α LnN (α)(t1 -r,t1+r) k2 1 × 2 2 k × 2 LnN (α) 2 κ- ||Wα(t)|| = 2 ||Vα(η)|| nN (α) . (4.9) 2 (t1 -r,t1 +r) L2 (-R,R) 0 Предположим, что Vα = vαY, где vα ∈ C∞(-R, R), Y ∈ CnN (α). Пусть функция vα продолжена нулем в R\(-R, R). Тогда, используя преобразование Фурье, из (4.9) в силу теоремы Планшереля мы получим r 2 k2 r 2 2 Здесь 2 (Rα(t0)ξ2Y, Y )|vˆα(ξ)| dξ R R r ξ2|Y | |vˆα(ξ)| dξ. (4.10) vˆα(ξ) = (2π)-1/2 R vα(η)e-iξη dη 0 - преобразование Фурье функции vα(η). Поскольку C∞(R) всюду плотно в L2(R), из (4.10) следует, что (Rα(t0)Y, Y ) 2 k2 2 |Y | . Таким образом, симметрическая матрица Rα(t0) положительно определена для любого t0 ∈ Qα1. Следовательно, det R0(t) /= 0 для всех t ∈ Qα1. Рассмотрим следующую модельную задачу: -(RQy)××(t) = F (t), F ∈ Ln(0,T - Mτ ), (4.11) 2 y(t) = 0, t ∈ (-Mτ, 0) ∪ (T - Mτ, T ). (4.12) Ее обобщенное решение определяется аналогично решению (2.12), (2.2), (2.3). ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 11 Задача (4.11), (4.12) также обладает гладкостью на подынтервалах, поэтому определены значения y×(0 + 0) и y×(d - 0). Пусть Ly = -(RQy)××. Теорема 4.2. Предположим, что det B1(0) /= 0 и y -обобщенное решение задачи (4.11), (4.12). Тогда если 2 то y ∈ W˚ 2,n(0,T - Mτ ). y×(0 + 0) = y×(d - 0) = 0, Доказательство. Для простоты предположим, что θ = 0. Случай θ ∈ (0, 1) рассматривается аналогично. Докажем, что D(L) ⊂ W˚ 2,n(0,T -Mτ ). Пусть y ⊂ D(L). Тогда w = RQy ⊂ W 2,n(0,T - 2 2 n n Mτ ), т. е. 2 U 1wl ⊂ W 2,M +1(0, 1). Так как wl = ), RlkQyk, получаем k=1 U 1wl = ), RlkiU 1yk, l = k=1 2 1,... , n. Следовательно, (U 1yk) - линейная комбинация функций, принадлежащих W 2,M +1(0, 1), т. е. U 1yk ∈ W 2,M +1(0, 1) (воспользуемся тем фактом, что det R1(0) /= 0) и yk ∈ W 2(l - 1, l), 2 2 l = 1,... ,M + 1. Этого достаточно, чтобы доказать, что y× (l - 0) = y× (l + 0), l = 1,... , N. k k 2 Из равенства (RQy)l = wl ∈ W 2(0, d) получаем n n \(RlkQyk)×(m - 0) = \(RlkQyk)×(m + 0), k=1 k=1 m = 1,... , M, l = 1,... , n. Применим U 1 к обеим сторонам равенства. Используя (3.10), получим n n \(R1lk U 1y× )m(τ - 0) = \(R1lk U 1y× )m+1(0 + 0), k k=1 m = 1,... , M, l = 1,... , n. k k=1 Пусть φmk = (U 1y× )m(1 - 0), ψmk = (U 1y× )m+1(0 + 0). Так как y× (0 + 0) = (U 1y× )1(0 + 0) = 0 и k k k k k (d - 0) = (U 1yk )M +1(1 - 0) = 0, можем записать y× × \ \ rl,k n M n M +1 m = 1,... , M, l = 1,... , n. m,j φj,k = k=1 j=1 \ \ k=1 i=2 m+1,i - rl,k ψi 1,k, m,j Так как rl,k = r l,k m+1,j+1 , то \ \ rl,k n M +1 m+1,j (φj-1,k - ψj-1,k) = 0, (4.13) m = 1,... , M, l = 1,... , n. k=1 j=2 m+1,j Очевидно, что rl,k = rm+1+(l-1)(M +1) j+(k-1)(M +1) , где m = 1,... ,M ; j = 2,... ,M + 1; l, k = 1,... , M. Введем две вспомогательные функции. Пусть φj-1+(k-1)(N +1) = φj-1,k, ψj-1+(k-1)(M +1) = ψj-1,k, j = 2,... ,M + 1, k = 1,... , n. Теперь с помощью этих функций можем переписать (4.13) в виде \ \ rm+1+(l-1)(M +1) M M +1 j+(k-1)(M +1) (φj-1+(k-1)(M +1) - ψj-1+(k-1)(M +1)) = 0, (4.14) m = 1,... , M. k=1 j=2 С учетом того, что B1(0) /= 0, можем сделать вывод, что система (4.13) имеет только тривиальные решения, т. е. φj-1+(k-1)(M +1) = ψj-1+(k-1)(M +1), j = 2,... ,M + 1,k = 1,... , n. Другими словами, y× (l - 0) = y× (l + 0),l = 1,... , M, k = 1,... , n. Следовательно, y ∈ W˚ 2,n(0,T - Mτ ). k k 2 12 А. Ш. АДХАМОВА Рассмотрим вектор w = RQy, где y - решение системы уравнений Ly = F. В силу леммы 3.6 w является решением системы уравнений -w××(x) = F (x), x ∈ (0, d) (4.15) Q и удовлетворяет нелокальным краевым условиям (3.11) и (3.12). И обратно: если w обладает этими свойствами, то функция y = R-1w является обобщенным решением уравнения (4.11) с краевым условием (4.12). Общее решение уравнения (4.13) принимает следующий вид: t r w(t) = C1 + C2t + 0 (t - τ )F (τ )dτ. (4.16) Если мы подставим w(t) в (3.11) и (3.12), благодаря (4.16) мы получим следующие системы 2n уравнений для C1 и C2 : n C \ l 1 l=1 \ Bi+(l-1)(M +1) M +1 1+(k-1)(M +1)(0) + i=1 n C \ l 2 l=1 M +1 1+(k-1)(M +1)(0) = \ (i - τ )Bi+(l-1)(M +1) i=1 n M +1 i-1 r 1+(k-1)(M +1)(0) = - \ \ Bi+(l-1)(M +1) (i - τ )Fl(τ )dτ = 0, (4.17) n M +1 l=1 i=1 0 n M +1 C \ l 1 l=1 k(M +1) (θ)+ \ Bi+(l-1)(M +1) i=1 C \ l 2 l=1 k(M +1) (θ) = \ (i - τ + θ)Bi+(l-1)(M +1) i=1 n M +1 i-1+θ r k(M +1) (θ) = - \ \ Bi+(l-1)(M +1) (i + θ - τ )Fl (τ )dτ = 0, (4.18) где k = 1,... , n. l=1 i=1 0 Используя y× (0 + 0) = y× (d - 0) = 0, k = 1,... , n, получаем k k n M +1 k (0 + 0) = (U 1yk )1(0 + 0) = \ \ (det R1(0)) × B1+(k 1)(M +1)(0)(U 1w×)i(0 + 0) = y× × n M +1 l=1 i=1 -1 i+(l-1)(M +1) - l = \ \ Bi+(l-1)(M +1) -1 × l=1 i=1 1+(k-1)(M +1)(0) × (det R1(0)) wl(i - τ - 0) = n M +1 i-1 r = \ \ (det R1(0))-1Bi+(l-1)(M +1) l k = 1,... , M. Аналогично, l=1 n M +1 i=1 1+(k-1)(M +1)(0)(C2 + 0 θ+i-1 Fl (τ )dτ ) = 0, (4.19) u× -1 i+(l-1)(M +1) l r k (d - 0) = \ \ (det R1(0)) Bk(M +1) (θ)(C2 + Fl(τ )dτ ) = 0, (4.20) k = 1,... , M. l=1 i=1 0 2 Система уравнений Ly = F разрешима, значит, система линейных алгебраических уравнений (4.17), (4.18) разрешима. Решения y ∈ D(L) принадлежат пространству W 2,n(0,T - Mτ ) тогда и только тогда, когда выполняются условия (4.19) и (4.20). Матрицу, соответствующую (4.17), (4.18), обозначим через R: I I A B I R = I I I , (4.21) I G D I ГЛАДКОСТЬ РЕШЕНИЙ ЗАДАЧИ ОБ УСПОКОЕНИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 13 где IM +1 A = I ), In Bi+(l-1)(M +1) I IM +1 In , B = I ), (i - τ )Bi+(l-1)(M +1) I , I I i=1 IM +1 I 1+(k-1)(M +1)(0)I k,l=1 In I I I i=1 IM +1 1+(k-1)(M +1)(0)I k,l=1 In G = I ), Bi+(l-1)(M +1) I , D = I ), (i - τ + θ)Bi+(l-1)(M +1) I . I I i=1 k(M +1) (θ)I Ik,l=1 I I i=1 k(M +1) (θ)I Ik,l=1 R Замечание. Условием однозначной разрешимости модельной задачи (4.11), (4.12) является невырожденность матрицы R: det R /= 0. В дальнейшем будем полагать его выполненным. Эта задача отличается от исходной задачи с оператором A0 , которая разрешима, младшими членами, поэтому накладываемое условие не лишнее, однозначная разрешимость модельной задачи не следует из однозначной разрешимости краевой задачи. Теперь рассмотрим модельную задачу в пространстве гладких функций. Ей будет отвечать ограниченный оператор L0 : W˚ 2,n(0,T - Mτ ) → Ln(0,T - Mτ ). Из гладкости обобщенных реше- 2 2 ний на подынтервалах и из [16, лемма 4.1] следует, что гладкость обобщенного решения связана с проверкой равенств y×(0 + 0) = y×(d - 0) = 0. Для анализа этих равенств мы сводим рассматриваемую задачу к задаче для уравнения -w××(t) = F (t) с нелокальными краевыми условиями, что обеспечивается леммой 3.6 об изоморфизме. Заметим, что подстановкой общего решения в краевые условия (4.17) и (4.18) и анализом получившейся системы алгебраических линейных уравнений относительно столбцов C1 и C2 мы решаем вопрос существования и единственности обобщенного решения. Таким образом, предположение об однозначной разрешимости задачи может быть записано как det R /= 0. Дополнительные условия y×(0 + 0) = y×(d - 0) в случае однозначно определенных выше столбцов C1 и C2 имеют вид 2n условий на правую часть F. 2 Из доказательства [16, лемма 4.1] следует, что они представляют собой условия ортогональности набору 2n линейно независимых функций из Ln(0,T - Mτ ). Таким образом, dim Coker L0 = 2n, dim Ker L0 = 0. Теорема 4.3. Пусть det R /= 0 и det B1(0) /= 0. Тогда dim Ker L0 = 0, dim Coker L0 = 2n. Доказательство. Ядро тривиально в силу det R /= 0. В силу теоремы 4.2 достаточно проверить следующие условия для обобщенного решения: n M +1 y× -1 i+(l-1)(M +1) ⎛ i-1 ⎞ l r k(0 + 0) = \ \ (det R1(0)) B1+(k -1)(M +1)(0) ⎝C2 + Fl (τ )dτ ⎠ = 0, l=1 i=1 0 n M +1 u× ⎛ -1 i+(l-1)(M +1) l θ+i-1 ⎞ r k (d - 0) = \ \ (det R1(0)) Bk(M +1) (θ) ⎝C2 + Fl (τ )dτ ⎠ = 0, l=1 i=1 0 2 k = 1,... , M, в которых столбец C2 находится однозначно из системы (4.17), (4.18). В этом случае системы (4.19) и (4.20) принимают вид условий на правую часть уравнения. Из доказательства теоремы 4.3 получим, что (4.19), (4.20) являются условиями ортогональности в системе из 2n линейно независимых функций ψ в Ln(-Mτ, 0). Введем пространство вектор-функций H = Ln(0,T - Mτ ) × W 2,n(-Mτ, 0) × W 2,n(T - Mτ, T ) 2 2 2 2 и определим линейный непрерывный оператор G : W 2,n(-Mτ, T ) → H , отвечающий гладким решениям, по следующей формуле: Gy = ((Ly), (y|(-Mτ,0)), 0), где L : W 2,n(-Mτ, T ) → LM (-Mτ, T ) действует по формуле 2 2 Ly = -(RQy×)× + M \ l,m=0 l BT (t + lτ )Am(t + lτ )y×(t + (l - m)τ )+ 14 А. Ш. АДХАМОВА ⎛ M ⎞× M + ⎝ \ l,m=0 l AT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ )⎠ \ - l,m=0 l BT (t + lτ )Bm(t + lτ )y(t + (l - m)τ ). 2 Определение 4.1. Функция y ∈ W 2,n(-M, d + M ) называется гладким решением краевой задачи (2.12), (2.2), (2.3), если Gy = (0, ϕ1, 0). 2 Теорема 4.4. Пусть det R(0) /= 0, det B1(0) /= 0. Тогда для гладкости обобщенного решения задачи (2.12), (2.2), (2.3) необходимо и достаточно, чтобы функция φ удовлетворяла в пространстве W 2,n(-Mτ, 0) конечному числу p условий ортогональности, где p 2n. Ядро G тривиально, поэтому достаточно показать, что его индекс больше или равен -2n. Оператор L отличается от оператора L0 младшими членами, представляющими собой компактный оператор из W 2,n(-Mτ, T ) в Ln(0,T - Mτ ), что не меняет индекс оператора, поэтому 2 2 без ограничения общности можно считать, что Ly = -(RQy)××, ind L0 = ind L = -2n. Рассмотрим уравнение с краевыми условиями Введем функцию -(RQy)××(t) = F (t) (4.22) y(t) = ϕ1(t), t ∈ (-Mτ, 0), (4.23) y(t) = 0, t ∈ (T - Mτ, T ). (4.24) ⎧ψ1(t), t ∈ (-Mτ, 0), ψ (t ⎨ψ2(t), t ∈ (T - Mτ, T ), ⎪⎪ ) = 1 1 (ψ (0) + ψ× (0))η(t)+ ⎪ ⎩⎪ + (ψ2 2 (T - Mτ )+ ψ× (T - Mτ )(t - T + Mτ ))η(t - T + Mτ ), t ∈ (0,T - Mτ ), τ τ где η(t) - срезающая функция такая, что η(t) = 1, если |t| < 4 , и η(t) = 0, если |t| > 3 . Представим v = y - ψ , таким образом краевую задачу (4.22)-(4.24) можно переписать в виде L0v = F - (Rψ )××. (4.25) В силу теоремы 4.3 уравнение (4.25) разрешимо тогда и только тогда, когда 2 (0,T -Mτ ) (F - (Rψ )××, ξi)Ln = 0, i = 1,... , 2n, (4.26) 2 где ξi ∈ Ln(0, d), i = 1,... , 2n, линейно независимы. Введем линейные функционалы Φiψ = 2 (0,T -Mτ ) ((Rψ )××, ξi)Ln , i = 1,... , 2n. В силу выбора ψ имеем 2 (-Mτ,0) Φi(ψ ) C||ψ||W 2,n ||ξi||Ln 2 (0,T -Mτ ) , i = 1,... , 2n, где C > 0. По теореме Рисса существует линейный ограниченный оператор B1 такой, что -((Rψ )××, ξi)Ln = (ψ, B ξ )W 2,n . 2 (0,T -Mτ ) Таким образом, условие (4.26) примет вид 1 i 2 (-Mτ,0) (F , Ki)H = 0, i = 1,... , 2n, (4.27) где F = (F, ϕ1, 0), вектор-функции Ki = (ξi, (B1ξi), 0) ∈ H линейно независимы в силу линейной независимости функций ξi. Для задачи (2.12), (2.2), (2.3) при F = 0 условие (4.27) принимает 2 (-Mτ,0) вид (ϕ1, B1ξi)W 2n = 0, i = 1,... , 2n. Некоторые из функций B1ξ могут быть линейно зависимыми, поэтому число условий ортогональности не превышает 2n. Таким образом, индекс задачи (4.22)-(4.24), совпадающий с индексом оператора G, больше или равен -2n. Учитывая, что ядро оператора G тривиально, получаем утверждение теоремы.
×

About the authors

A. Sh. Adkhamova

RUDN University

Author for correspondence.
Email: ami_adhamova@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Адхамова А. Ш. Гладкость решений задачи об успокоении нестационарной системы управления с последействием// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2022. - 68, № 1. - С. 14-24.
  2. Адхамова А. Ш., Скубачевский А. Л. Об одной задаче успокоения нестационарной системы управления с последействием// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2019. - 65, № 4. - С. 547-556.
  3. Адхамова А. Ш., Скубачевский А. Л. Об успокоении системы управления с последействием нейтрального типа// Докл. РАН. - 2020. - 490, № 1. - С. 81-84.
  4. Каменский А. Г. Краевые задачи для уравнений с формально симметричными дифференциальноразностными операторами// Дифф. уравн. - 1976. - 10, № 5. - С. 815-824.
  5. Каменский Г. А., Мышкис А. Д. К постановке краевых задач для дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом и несколькими старшими членами// Дифф. уравн. - 1974. - 10, № 3. - С. 409-418.
  6. Каменский Г. А., Мышкис А. Д., Скубачевский А. Л. О гладких решениях краевой задачи для дифференциально-разностного уравнения нейтрального типа// Укр. мат. ж. - 1985. - 37, № 5. - С. 581-585.
  7. Красовский Н. Н. Теория управления движением. - М.: Наука, 1968.
  8. Кряжимский А. В., Максимов В. И., Осипов Ю. С. О позиционном моделировании в динамических системах// Прикл. мат. мех. - 1983. - 47, № 6. - С. 883-890.
  9. Леонов Д. Д. К задаче об успокоении системы управления с последействием// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2010. - 37. - C. 28-37.
  10. Осипов Ю. С. О стабилизации управляемых систем с запаздыванием// Дифф. уравн. - 1965. - 1, № 5. - C. 605-618.
  11. Скубачевский А. Л. К задаче об успокоении системы управления с последействием// Докл. РАН. - 1994. - 335, № 2. - С. 157-160.
  12. Скубачевский А. Л., Иванов Н. О. Вторая краевая задача для дифференциально-разностных уравнений// Докл. РАН. - 2021. - 500, № 1. - С. 74-77.
  13. Скубачевский А. Л., Иванов Н. О. Об обобщенных решениях второй краевой задачи для дифференциально-разностных уравнений с переменными коэффициентами// Соврем. мат. Фундам. направл. - 2021. - 67, № 3. - С. 576-595.
  14. Adkhamova A. S., Skubachevskii A. L. Damping problem for multidimensional control system with delays// Distrib. Comput. Commun. Networks. - 2016. - 678. - C. 612-623.
  15. Banks H. T., Kent G. A. Control of functional differential equations of retarded and neutral type to target sets in function space// SIAM J. Control. - 1972. - 10, № 4. - C. 567-593.
  16. Baumstein A. I., Skubachevskii A. L. On smooth solutions of the boundary-value problems for the systems of differential-difference equations// Nonlinear Anal. - 1995. - 25, № 7. - С. 655-668.
  17. Kent G. A. A maximum principle for optimal control problems with neutral functional differential systems// Bull. Am. Math. Soc. - 1971. - 77, № 4. - C. 565-570.
  18. Skubachevskii A. L. Elliptic functional differential equations and applications. - Basel-Boston-Berlin: Birkhauser, 1997.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Adkhamova A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.