«ИЗВЕСТИЯ ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА». СЕРИЯ «МАТЕМАТИКА»
«IZVESTIYA IRKUTSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA». SERIYA «MATEMATIKA»
«THE BULLETIN OF IRKUTSK STATE UNIVERSITY». SERIES «MATHEMATICS»
ISSN 1997-7670 (Print)
ISSN 2541-8785 (Online)

Список выпусков > Серия «Математика». 2025. Том 54

О задачах оптимального управления с активным бесконечным горизонтом

Автор(ы)

Д. В. Хлопин1, А. О. Беляков2,3

Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского УрО РАН, Екатеринбург, Российская Федерация 

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Российская Федерация 

Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва, Российская Федерация

Аннотация
Предлагается новая постановка задачи оптимального управления на бесконечном горизонте. В теории управления обычно, если и рассматривается задача типа Больца, то ее конечная стоимость зависит только от начального состояния, а к правому концу системы может быть предъявлено только то или иное асимптотическое требование. Вводится дополнительное управление в терминальное слагаемое, отвечающее за выбор действия после завершения траектории. Это в первую очередь интересно с точки зрения экономических приложений, поскольку именно бесконечное откладывание в целом убыточного действия (например, «погашения долга») часто приводит к отсутствию оптимального управления. Для такой формулировки доказаны необходимые условия оптимальности для случая простейшей динамики. На основе этих условий ищется оптимальное управление в примере оптимизации потребления при различных ограничениях на заимствование.
Об авторах

Хлопин Дмитрий Валерьевич, канд. физ.-мат. наук, Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского УрО РАН, Екатеринбург, 620208, Российская Федерация, khlopin@imm.uran.ru

Беляков Антон Олегович, канд. физ.-мат. наук, канд. экон. наук, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, 119991, Российская Федерация, belyakov@mse-msu.ru

Ссылка для цитирования
Khlopin D. V., Belyakov A. O. On Optimal Control Problems with Active Infinite Horizon // Известия Иркутского государственного университета. Серия Математика. 2025. Т. 54. C. 64–77. https://doi.org/10.26516/1997-7670.2025.54.64
Ключевые слова
задача управления на бесконечном горизонте, активный бесконечный горизонт, принцип максимума Понтрягина, обгоняющая оптимальность
УДК
517.977
MSC
49K15, 91B62
DOI
https://doi.org/10.26516/1997-7670.2025.54.64
Литература
  1. Balder E. J. An existence result for optimal economic growth problems // J. Math. Anal. 1983. Vol. 95. P. 195–213. https://doi.org/10.1016/0022-247X(83)90143-9
  2. Beltratti A., Chichilnisky G., Heal G. Sustainable growth and the green golden rule // NBER Working Papers 4430, National Bureau of Economic Research, Inc., 1993. 
  3. Bettiol P., Vinter R. Principles of Dynamic Optimization. Cham : Springer, 2024. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50089-3
  4. Carlson D. A. Uniformly overtaking and weakly overtaking optimal solutions in infinite-horizon optimal control: when optimal solutions are agreeable // J. Optim. Theory Appl. 1990. Vol. 64. P. 55–69. https://doi.org/10.1007/BF00940022
  5. Chichilnisky G. An axiomatic approach to sustainable development // Soc Choice Welfare. 1996 Vol. 13. P. 231–257. https://doi.org/10.1007/BF00183353
  6. Оптимальное управление / Э. М. Галеев, М. И. Зеликин, С. В. Конягин [и др.]. М. : МЦНМО, 2008. 320 c. 
  7. Halkin H. Necessary conditions for optimal control problems with infinite horizons // Econometrica. 1974. Vol. 42, N 2. P. 267–272. https://doi.org/10.2307/1911976
  8. Karamzin D. On the study of optimal control problems with irregular constraints // Journal of Differential Equations. 2025. Vol. 433. P. 113266. https://doi.org/10.1016/j.jde.2025.113266
  9. Khlopin D. Necessary conditions in infinite-horizon control problems that need no asymptotic assumptions // Set-Valued Var. Anal.2023. Vol. 31. N 1, P. 8. https://doi.org/10.1007/s11228-023-00672-5
  10. Pereira F., Silva G. Necessary conditions of optimality for state constrained infinite horizon differential inclusions // 50th IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference (CDC-ECC). IEEE, 2011. P. 6717–6722. https://doi.org/10.1109/CDC.2011.6161207
  11. Математическая теория оптимальных процессов / Л. C. Понтрягин, В. Г. Болтянский, Р. В. Гамкрелидзе, Е. Ф. Мищенко. М. : Физматгиз, 1961. 391 с. 
  12. Sagara N.: Value functions and transversality conditions for infinite-horizon optimal control problems // Set-Valued and Variational Analysis. 2010. Vol. 18. P. 1–28. https://doi.org/10.1007/s11228-009-0132-1
  13. Ye J. J. Nonsmooth maximum principle for infinite-horizon problems // J. Optim. Theory Appl.1993. Vol. 76, N 3. P. 485–500. https://doi.org/10.1007/BF00939379

Полная версия (english)