Second-Order Necessary Conditions for Optimal Control of Semilinear Elliptic Equations with Leading Term Containing Controls
考虑一类散度型半线性椭圆型方程的最优控制问题。状态方程的首项和半线性项都含有控制项。著名的Pontryagin型最大值原理是最优控制的一阶必要条件。当这样一个一阶必要条件在某种意义上是奇异的时,某种类型的二阶必要条件就会自然出现。本文的目的是探讨这类条件对我们的最优控制问题。
2017-03-25 math.OC
A Lagrange Multiplier Method for Semilinear Elliptic State Constrained Optimal Control Problems
本文将增广Lagrange方法应用于一类带逐点状态约束的半线性椭圆型最优控制问题。我们显示出强收敛的原始变量的局部解的原问题,以及弱收敛的伴随状态和弱 * 收敛的乘数与状态约束。此外,我们还证明了原问题的局部解的任意小邻域中存在不动点。此外,各种数值结果。
2018-10-24 math.OC
No-gap second-order optimality conditions for optimal control of a non-smooth quasilinear elliptic equation
本文讨论了一类拟线性椭圆型控制问题的二阶最优性条件,该问题的主部非线性系数为可数$PC^2$(连续且除可数点外为$C^2$).我们证明了即使非线性系数是非光滑的,控制到状态算子也是连续可微的。这使我们能够建立“无间隙”的二阶最优性充分必要条件最优性条件的抽象曲率泛函,即。例如,其充分条件与必要条件的区别仅在于不等式是严格的。等价于二阶充分最优性条件的一个条件,可用于误差估计,例如,还提供了有限元离散。
2020-09-09 math.OC
Stability in affine optimal control problems constrained by semilinear elliptic partial differential equations
Institute of Statistics and Mathematical Methods in Economics, Vienna University of Technology(维也纳工业大学统计与经济数学方法研究所)
本文针对受半线性椭圆偏微分方程约束的仿射最优控制问题,通过分析相关集值映射的度量次正则性研究其稳定性,在更弱假设下覆盖广义非线性扰动,并用Tikhonov正则化误差估计验证结果适用性。
2022-11-22 math.OC
A New Error Analysis for Finite Element Methods for Elliptic Neumann Boundary Control Problems with Pointwise Control Constraints
该研究针对带Neumann边界控制与逐点控制约束的线性二次椭圆最优控制问题,提出一种适用于光滑系数下标准有限元、粗糙系数下多尺度有限元的新误差分析方法。
2024-11-03 cs.NA math.NA math.OC
Necessary Optimality Conditions for Some Control Problems of Elliptic Equations with Venttsel Boundary Conditions
本文导出了某些控制问题局部最优解的一个最优性条件。这些最优控制问题由线性椭圆型方程的半线性Vettsel边值问题控制。通过边界将控制施加到状态方程,并且控制的泛函与在这种控制下的状态方程的解一起将被最小化。还考虑了对状态方程解的约束。
2009-04-07 math.AP math.OC
Optimal control of a class of semilinear fractional elliptic equations
针对与谱分数阶 Dirichlet Laplace 算子相关的半线性椭圆方程,研究其最优控制问题,证明最优解存在性并给出一阶与二阶最优性条件。
2023-04-26 math.AP math.OC
New Error Estimates for An Elliptic Distributed Optimal Control Problem with Pointwise Control Constraints
针对带逐点控制约束的线性二次椭圆型分布最优控制问题,推导了可同时适用于标准有限元方法和多尺度有限元方法的新误差估计。
2024-10-06 cs.NA math.NA math.OC
Error estimates of $hp$-finite element method for elliptic optimal control problems with robin boundary
School of Mathematics and Statistics, Guangdong University of Technology(广东工业大学数学与统计学院)
本文研究了具有Robin边界条件的椭圆最优控制问题中$hp$有限元方法的先验和后验误差分析,通过构造辅助系统和准插值方法推导了误差估计并验证了其准确性。
2026-01-28 cs.NA math.NA math.OC
Carleman Estimates for Second Order Elliptic Operators with Limiting Weights, an Elementary Approach
本文针对带极限 Carleman 权重的二阶椭圆算子,提出以初等逐点估计统一推导既有 Carleman 估计的基础方法。
2023-10-01 math.AP math.OC
A New Error Analysis for a Point Tracking Elliptic Distributed Optimal Control Problem with Pointwise Control Constraints
Louisiana State University(路易斯安那州立大学)
本文针对带点跟踪和点态控制约束的线性二次椭圆型分布最优控制问题,在统一框架下对标准有限元离散与变分离散开展误差分析,其自包含性依托有限元分析标准技术与椭圆型偏微分方程经典结果。
2026-08-06 cs.NA math.NA math.OC
Error estimates for a pointwise tracking optimal control problem of a semilinear elliptic equation
考虑一类半线性椭圆型偏微分方程的逐点跟踪最优控制问题。我们推导出最优解的存在性,并分析了第一,必要和充分,二阶最优性条件。我们设计了两种离散化策略,以近似的解决方案的最优控制问题:一个半离散计划的控制变量是不离散-所谓的变分离散化途径-和一个完全离散计划的控制变量是离散化与分段常数函数。对于这两种解决方案的技术,我们分析了离散化的收敛性,并推导出误差估计。
2021-12-15 cs.NA math.NA math.OC
An interface-unfitted finite element method for elliptic interface optimal control problem
School of Mathematics, Sichuan University(四川大学数学学院)
本文提出并分析了线性二次最优控制问题的数值近似方法,采用变分离散化概念,结合非配接有限元方法对状态和伴随方程进行离散化,推导了不同正则性假设下的最优状态、伴随状态和控制的最优误差估计,并通过数值结果验证了理论结果。
2018-06-01 cs.NA math.NA math.OC
Block triangular preconditioning for elliptic boundary optimal control with mixed boundary conditions
针对混合边界椭圆最优控制的鞍点问题,提出基于排列与Schur补近似的块三角预处理方法,并分析谱性质及数值验证其有效性。
2024-07-16 cs.NA math.NA math.OC
Numerical solution of elliptic distributed optimal control problems with boundary value tracking
JKU, Linz, Austria(林茨约翰内斯·开普勒大学);TU Graz, Austria(格拉茨工业大学);University of Vienna, Austria(维也纳大学)
本文提出了一种基于张量积有限元的椭圆分布最优控制问题求解方法,通过数值实验验证了理论结果的准确性。
2026-03-11 cs.NA math.NA math.OC
Finite Element Methods for One Dimensional Elliptic Distributed Optimal Control Problems with Pointwise Constraints on the Derivative of the State
研究了一维椭圆分布最优控制问题的$C^1$有限元法,该问题的状态导数具有逐点约束,状态变量表示为四阶变分不等式.对于Dirichlet边界条件的问题,我们利用已有的$H^{\frac52-ε}$正则性结果得到了最优状态在$H^2$范数下的近似解的$O(h^{\frac12-ε})$收敛性.对于混合Dirichlet和Neumann边界条件的问题,我们证明了在适当的数据假设下,最优状态属于$H^3$,并得到了最优状态在$H^2$范数下的逼近的$O(h)$收敛性.
2020-01-29 cs.NA math.NA math.OC
Robust finite element discretization and solvers for distributed elliptic optimal control problems
我们考虑标准跟踪型,分布式椭圆最优控制问题与$L^2$正则化,和他们的有限元离散。我们正在调查之间的有限元近似$u_{\varrho h}$的状态$u_\varrho$和所需的状态(目标)$\bar{u}$的正则化参数$\varrho$和网格步长$h$,导致最佳选择$\varrho = h^4$的$L^2$误差。事实证明,对于正则化参数的这种选择,我们可以设计简单的Jacobi预处理MINRES或Bramble-Pasciak CG方法,使我们能够以相对于算术运算和内存需求的渐近最优复杂度来解决简化的离散最优性系统。理论结果通过几个基准问题得到了证实,这些基准问题的目标具有不同的几何尺寸,包括不连续目标。
2022-07-11 cs.NA math.NA math.OC
Robust discretization and solvers for elliptic optimal control problems with energy regularization
本文考虑三维计算区域上奇摄动椭圆型反应扩散方程的有限元离散和迭代求解。这些方程是由M.~[1]最近研究的带能量正则化的椭圆分布最优控制问题的最优性条件导出的Neumüller和O.~ Steinbach(2020).我们提供准最优的先验有限元误差估计,这取决于网格尺寸$h$和正则化参数$\varrho$。选择$\varrho = h^2$可确保最佳收敛性,这仅取决于目标函数的正则性。对于迭代求解,我们采用了代数多重网格预条件和平衡区域分解约束(BDDC)预条件。我们数值研究的鲁棒性和效率的建议代数预条件的网格大小$h$,正则化参数$\varrho$,和子域(核心)的数量$p$。此外,我们研究了BDDC预处理共轭梯度求解器的并行性能。
2021-02-06 cs.NA math.NA math.OC