Nguyễn Thành Quí * Đào Duy Phúc

* Tác giả liên hệ (ntqui@ctu.edu.vn)

Abstract

This work belongs to the research direction of differential stability for parametric optimal control problems governed by semilinear elliptic partial differential equations. The article obtains new results in this research direction consisting of differentiability formulas of the solution map of semilinear elliptic partial differential equations and the objective function of parametric optimal control problems, then a formula for computing the regular subdifferential (the Fréchet subdifferential) of parametric optimal control problems is established.

Keywords: Marginal function, objective function, optimal control, regular subdifferential (Fréchet subdifferential), solution map

Tóm tắt

Công trình này thuộc hướng nghiên cứu sự ổn định vi phân của các bài toán điều khiển tối ưu có tham số cho phương trình vi phân đạo hàm riêng elliptic nửa tuyến tính. Bài báo thu được các kết quả mới theo hướng nghiên cứu này bao gồm việc thiết lập các công thức vi phân của ánh xạ nghiệm của phương trình vi phân đạo hàm riêng elliptic nửa tuyến tính và hàm mục tiêu của bài toán điều khiển tối ưu có tham số. Qua đó, công thức tính toán dưới vi phân chính quy (dưới vi phân Fréchet) được xây dựng cho hàm giá trị tối ưu của bài toán điều khiển tối ưu có tham số đang xét.

Từ khóa: Ánh xạ nghiệm, dưới vi phân chính quy (dưới vi phân Fréchet), điều khiển tối ưu, hàm giá trị tối ưu, hàm mục tiêu

Article Details

Tài liệu tham khảo

Casas, E. (2012). Second order analysis for bang-bang control problems of PDEs. SIAM Journal on Control and Optimization, 50(4), 2355–2372. https://doi.org/10.1137/120862892

Casas, E., & Mateos, M. (2002). Second order optimality conditions for semilinear elliptic control problems with finitely many state constraints. SIAM Journal on Control and Optimization, 40(5), 1431–1454. https://doi.org/10.1137/S0363012900382011

Casas, E., de los Reyes, J. C., & Tröltzsch, F. (2008). Sufficient second-order optimality conditions for semilinear control problems with pointwise state constraints. SIAM Journal on Optimization, 19(2), 616–643. https://doi.org/10.1137/07068240X

Mordukhovich, B. S. (2006). Variational analysis and generalized differentiation. I. Basic theory. Springer-Verlag, Berlin. https://doi.org/10.1007/3-540-31247-1

Mordukhovich, B. S. (2006). Variational analysis and generalized differentiation. II. Applications.  Springer-Verlag, Berlin. https://doi.org/10.1007/3-540-31247-1

Mordukhovich, B. S. (2018). Variational analysis and applications. Springer Monographs in Mathematics. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92775-6

Mordukhovich, B. S., Nam, N. M., & Yen, N. D. (2009). Subgradients of marginal functions in parametric mathematical programming. Mathematical Programming, 116(1-2), Ser. B, 369–396. https://doi.org/10.1007/s10107-007-0120-x

Qui, N. T. (2020). Subdifferentials of marginal functions of parametric bang–bang control problems. Nonlinear Analysis, 195, 111743, 13pp. https://doi.org/10.1016/j.na.2020.111743

Qui, N. T., & Wachsmuth, D. (2018). Stability for bang-bang control problems of partial differential equations. Optimization, 67(12), 2157–2177. https://doi.org/10.1080/02331934.2018.1522634

Qui, N. T., & Wachsmuth, D. (2019). Full stability for a class of control problems of semilinear elliptic partial differential equations. SIAM Journal on Control and Optimization, 57(4), 3021–3045. https://doi.org/10.1137/17M1153224

Qui, N. T., & Wachsmuth, D. (2020). Subgradients of marginal functions in parametric control problems of partial differential equations. SIAM Journal on Optimization, 30(2), 1724–1755. https://doi.org/10.1137/18M1200956

Tröltzsch, F. (2010). Optimal control of partial differential equations. Theory, methods and applications. American Mathematical Society, Providence, RI. https://doi.org/10.1090/gsm/112