About the Differential Inequality for Implicit Control System

Authors

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2024-56-3-181-192

Keywords:

Control System, Implicit Differential Equation, Boundary Value Problem, Existence and Estimates of Solutions, Differential Inclusion

Abstract

In this article we study an implicit differential control system described by first order differential equations not solved with respect to the derivative. Existence conditions and solution estimates in the form of theorems on differential inequalities of Chaplygin’s theorem type are obtained. Methods of the theory of multivalued mappings in partially ordered spaces and results on implicit differential inclusions obtained earlier by the author are used. In the first part of the paper we give a statement on the solvability in a partially ordered space of an operator inclusion generated by a multivalued mapping of two arguments, one of which is covering and the other — antitone. The statement has the form of a comparison theorem with the solution of the corresponding operator inequality. In the second part of the paper we consider a boundary value problem for a system of implicit differential inclusions. Solvability conditions (in the class of absolutely continuous functions), estimates of solutions, and conditions for the existence of a solution with the smallest derivative are given. In the third main part, using the results given in the second part, a two-point boundary value problem for an implicit differential control system is investigated. The trajectory is assumed to be absolutely continuous, the control — measurable. Solvability conditions, solution estimates, existence conditions of the solution with the smallest control and with the trajectory having the smallest derivative are obtained.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Irina D. Serova, Derzhavin Tambov State University

Graduate Student of the Functional Analysis Department, Derzhavin Tambov State University,
Tambov, Russia

E-mail: Irinka_36@mail.ru
ORCID: 0000-0002-4224-1502

References

Закалюкин И.В. Управляемость механических систем вблизи подмножества вырождения неголономных связей. Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2010;6:23–31.

Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы; 1959. 916 с.

Пилия А.Д., Федоров В.И. Особенности поля электромагнитной волны в холодной анизотропной плазме с двумерной неоднородностью ЖЭТФ. 1971;60(1):389–399.

Борисович Ю.Г., Гельман Б.Д., Мышкис А.Д., Обуховский В.В. Введение в теорию многозначных отображений и дифференциальных включений. Изд. стереотип. – М.: ЛИБРОКОМ; 2016. 224 с.

Жуковская Т.В., Серова И.Д. Оценка решения неявного дифференциального включения второго порядка. Современные методы теории функций и смежные проблемы : Материалы Международной конференции. Воронежская зимняя математическая школа, Воронеж, 27 января – 01 февраля 2023 года. 2023;149–151.

Гельман Б.Д. О локальных решениях вырожденных дифференциальных включений. Функциональный анализ и его приложения. 2012;46(1):79–83.

Серова И.Д. Исследование краевой задачи для дифференциального включения. Вестник российских университетов. Математика. 2023;28(144):395–405.

Чаплыгин С.А. Новый метод приближённого интегрирования дифференциальных уравнений. М.: Наука; 1950. 106 с.

Walter W. Differential and Integral Inequalities. Springer Verlag. Berlin. 1970;710–713.

Жуковский Е.С. Об упорядоченно накрывающих отображениях и неявных дифференциальных неравенствах. Дифференциальные уравнения. 2016;52(12):1610–1627.

Бенараб С., Жуковская З.Т., Жуковский Е.С., Жуковский С.Е. О функциональных и дифференциальных неравенствах и их приложениях к задачам управления. Дифференциальные уравнения. 2020;56(11):1471–1482.

Бенараб С.Отеореме Чаплыгина для неявного дифференциального уравнения n-го порядка. Вестник российских университетов. Математика. 2021;26(135):225–233.

Arutyunov A.V., Zhukovskiy E.S., Zhukovskiy S.E. Coincidence points principle for mappings in partially ordered spaces. Topology and its Applications. 2015;179(1):13–33.

Burlakov E.O., Serova I.D., Zhukovskiy E.S., Panasenko E.A. On Order Covering Set-Valued Mappings and Their Applications to the Investigation of Implicit Differential Inclusions and Dynamic Models of Economic Processes. Advances in Systems Science and Applications. 2022;22(1):176–191.

Серова И.Д. Суперпозиционная измеримость многозначной функции при обобщенных условиях Каратеодори. Вестник российских университетов. Математика. 2021;26(135):305–314.

Жуковский Е.С., Серова И.Д. О задаче управления для системы неявных дифференциальных уравнений. Дифференциальные уравнения. 2023;59(9): 1283–1296.


Abstract views: 10

##submission.share##

Published

2024-09-30

How to Cite

Serova, I. D. (2024). About the Differential Inequality for Implicit Control System. Applied Mathematics & Physics, 56(3), 181-192. https://doi.org/10.52575/2687-0959-2024-56-3-181-192

Issue

Section

Mathematics