Scientific journal
International Journal of Experimental Education
ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,425

1 2
1
2 Friendship University of Russia

Введение

Класс задач управления, к которым обычно применяют принцип максимума Понтрягина и динамического программирования (метод Беллмана) являются задачи исследования типа:

• «хищник – жертва»;

• Футболист, догоняющий противника с мячом;

• Преследование подводной лодки надводным кораблем;

• Ракета, догоняющая цель и т.д.

Эти задачи имеют два переменных управления U, V. Целью U минимизация показателя качества, V максимизация этого же показателя.

Перечисленные выше задачи преследования обычно рассматриваются в теории дифференциальных игр [1].

Цель настоящей работы состоит в реализации нечеткого аналога одного из типов четких дифференциальных игр.

Постановка задачи

Имеется модель объекта управления в векторной форме:

missing image file

нечеткая переменная с заданной функцией принадлежности missing image file и функционал качества управления (план игры):

missing image file

интегрант функционала.

Цель 1-го игрока найти

missing image file

а цель 2-го игрока – найти

missing image file

В этих условиях необходимо найти:

1. missing image file – нечеткое оптимальное управление.

2. Нечеткую цену игры missing image file.

Отметим здесь, что в четкой задаче имеем missing image file – четкая переменная, а в нечеткой задаче – missing image file – нечеткая переменная.

Метод решения

Алгоритм решения состоит из следующих процедур [1]:

1. Составляется гамильтониан:

missing image file,

где f0 – интегрант функционала; fi – правая модели объекта; ψi – вспомогательная переменная.

2. Находится минимакс Н по переменным missing image file и находятся соответствующие решения missing image file.

3. Составляется и решается система канонических уравнений с краевыми условиями:

missing image file

где F(∙) – вторая составляющая функционала качества.

Пример

Решение задачи демонстрируется на примере. Имеем:

missing image file

Гамильтониан равен:

missing image file

минимакс Н по

missing image file:missing image file

missing image file;

каноническая система имеет вид:

missing image file

missing image file

В результате из

missing image file,

откуда

missing image file

missing image file

missing image file

missing image file

missing image file

– оптимальная нечеткая траектория в виде нечеткой линейной системы 1 (НЛС)1 относительно missing image file.

Далее находим оптимальные нечеткие управления:

missing image file

missing image file.

Нечеткая цена игры равна:

missing image file

missing image file – (НЛС)4.

В результате получены совокупность (НЛС)I, i = 1,4, каждая из которых решается стандартным способом [2]. Например, для (НЛС)2 имеем расширенную НЛС:

missing image file

missing image file

Здесь х0H – нечеткое число, поэтому missing image file– нечеткая «сильная» переменная.

Аналогичным способом решаются (НЛС)1,3,4. В результате получим:

missing image file

missing image file

missing image file

где missing image file – нечеткое начальное условие с заданной функцией принадлежностей r(x0), r ∈ [0;1], x0 ∈ R1.

Полученные нечеткие решения зависят только от х0H, которое является нечетким числом, поэтому все полученные решения являются «сильными» решениями.

ВЫВОДЫ

1. Сформулирована нечеткая игровая задача, которая решается традиционным методом с последующей фазификацией полученного решения.

2. На простейшем примере показана методика нечеткого решения игровой задачи. Показано, что все получаемые нечеткие решения являются «сильными».