<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.291-297</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-436</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕТОДЫ ТЕОPИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПPАВЛЕНИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>METHODS OF THE THEORY OF AUTOMATIC CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Условия трансверсальности как эффективный инструмент в математических построениях оптимальных процессов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Conditions of Transversality as an Effective Instrument in the Mathematical Constructions of the Optimal Processes</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Левский</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Levskii</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">dp940@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Научно-исследовательский институт космических систем имени А. А. Максимова - филиал ГКНПЦ им. М. В. Хруничева</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Maximov Research Institute of Space Systems, Branch of the Khrunichev State Research and Production Space Center</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>5</issue><fpage>291</fpage><lpage>297</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/436">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/436</self-uri><abstract><p>Статья посвящена методам математической теории оптимальных процессов. Рассматривается принцип максимума Л. С. Понтрягина. Детально изучены условия трансверсальности, их роль, место и значение в общей процедуре решения задач поиска оптимальных функций. Данная работа устраняет имеющийся методический пробел, связанный с неполным использованием условий трансверсальности. На конкретных примерах демонстрируется, что условия трансверсальности (как одно из необходимых условий оптимальности в форме принципа максимума) являются крайне эффективным математическим средством (а в ряде случаев даже единственным) при определении характерных свойств, закономерностей и ключевых характеристик (параметров, констант, интегралов движения) оптимального решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений (динамических систем).</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The topic of the article concerns the mathematical theory of the optimal processes and its methods. In particular, the extremely topical aspects of the methodology of the maximum principle and the procedure of its practical use are discussed. The article presents in details the transversality conditions, their role, place and significance in the general procedure for solving of the problems of finding the optimal functions. This work eliminates the existing methodical defect connected with an incomplete use of the transversality conditions. On concrete examples, it shows that the transversality conditions (as one of the necessary conditions of optimality in the form of the maximum principle) are an extremely effective mathematical tool (and even the only one, in some cases) for determination of the characteristic properties, laws and key characteristics (parameters, constants, integrals of motion) of the optimal solutions for the systems of ordinary differential equations (of the dynamic systems). The importance of the topic is explained by the fact that in the overwhelming majority of cases the authors believe that the transversality conditions complicate the problem of search for the optimum functions, instead of simplifying it. However, it is far f/om being so, and it is a standard error, which has become almost typical. In the paper, the authors convincingly demonstrate the following conclusion: for a maximally correct and complete solution of the problems of the optimal control, the transversality conditions, being the necessary conditions for a optimality similarly as the condition of the Hamiltonian maximum and the adjoint system of the differential equations, should be taken into account since the beginning and be included in the system of the equations, which formalize the maximum principle, directly after defining the adjoint variables, formation of the Hamil-tonian and the adjoint system of equations, determination of the properties of the optimal adjoint functions and the control variables. The concrete examples presented in the article confirm the exclusively significant role (quite often critical role) of the transversality conditions in the general algorithm of the procedure for application of the maximum principle.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>принцип максимума</kwd><kwd>условия трансверсальности</kwd><kwd>критерий оптимальности</kwd><kwd>функционал качества</kwd><kwd>условия оптимальности</kwd><kwd>краевая задача</kwd><kwd>maximum principle</kwd><kwd>transversality conditions</kwd><kwd>optimality criterion</kwd><kwd>functional of quality</kwd><kwd>conditions of opti-mality</kwd><kwd>boundary value problem</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. M.: Наука, 1983.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. M.: Наука, 1983.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бранец В. Н., Черток М. Б., Казначеев Ю. В. Оптимальный разворот твердого тела с одной осью симметрии // Космические исследования. 1984. Вып. 3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бранец В. Н., Черток М. Б., Казначеев Ю. В. Оптимальный разворот твердого тела с одной осью симметрии // Космические исследования. 1984. Вып. 3.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сиротин А. Н. Оптимальное управление переориентацией симметричного твердого тела из положения покоя в положение покоя // Механика твердого тела. 1989. № 1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сиротин А. Н. Оптимальное управление переориентацией симметричного твердого тела из положения покоя в положение покоя // Механика твердого тела. 1989. № 1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Голубев Ю. Ф. Брахистохрона с кулоновским и вязким сопротивлением // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4 (2).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Голубев Ю. Ф. Брахистохрона с кулоновским и вязким сопротивлением // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4 (2).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сапунков Я. Г., Молоденков А. В. Решение задачи оптимального в смысле минимума энергетических затрат разворота космического аппарата в классе конических движений // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013. № 2 (70). Вып. 1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Сапунков Я. Г., Молоденков А. В. Решение задачи оптимального в смысле минимума энергетических затрат разворота космического аппарата в классе конических движений // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013. № 2 (70). Вып. 1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Levskii M. V. About method for solving the optimal control problems of spacecraft spatial orientation // Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems. 2015. Vol. 21, N. 2 (44).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Levskii M. V. About method for solving the optimal control problems of spacecraft spatial orientation // Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems. 2015. Vol. 21, N. 2 (44).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Левский М. В. Об одном случае оптимального управления пространственной ориентацией космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2012. № 4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Левский М. В. Об одном случае оптимального управления пространственной ориентацией космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2012. № 4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Левский М. В. К вопросу оптимального успокоения космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2011. № 1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Левский М. В. К вопросу оптимального успокоения космического аппарата // Известия РАН. Теория и системы управления. 2011. № 1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lastman G. J. A shooting method for solving two-point boundary-value problems arising from non-singular bang-bang optimal control problems // International Journal of control. 1978. Vol. 27, N. 4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lastman G. J. A shooting method for solving two-point boundary-value problems arising from non-singular bang-bang optimal control problems // International Journal of control. 1978. Vol. 27, N. 4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li F., Bainum P. M. Numerical approach for solving rigid spacecraft minimum time attitude maneuvers // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1990. Vol. 13, № 1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li F., Bainum P. M. Numerical approach for solving rigid spacecraft minimum time attitude maneuvers // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1990. Vol. 13, № 1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Enrico Bertolazzi, Francesco Biral, Mauro Da Lio. Symbolic-numeric efficient solution of optimal control problems for multibody systems // Journal of Computational and Applied Mathematics. 2006. Vol. 185, Iss. 2, 15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Enrico Bertolazzi, Francesco Biral, Mauro Da Lio. Symbolic-numeric efficient solution of optimal control problems for multibody systems // Journal of Computational and Applied Mathematics. 2006. Vol. 185, Iss. 2, 15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моисеев Н. Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Моисеев Н. Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Young L. G. Lectures on the calculus of variations and optimal control theory. W. B. Saunders Company. Philadelphia, London, Toronto, 1969.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Young L. G. Lectures on the calculus of variations and optimal control theory. W. B. Saunders Company. Philadelphia, London, Toronto, 1969.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
