1.3 Optimalité du critère de contrôle

Optimalité du critère de contrôle

La condition (nécessaire mais a priori, pas suffisante) d’optimalité de $J^\varepsilon $ s’écrit:

\[ \boxed {\forall \gamma \in L^2(]0,T[),( \displaystyle \frac{\partial J^\varepsilon }{\partial \beta }(\beta ),\gamma )=0.} \]

De façon  a pouvoir manipuler pratiquement la dérivée $\frac{\partial J^\varepsilon }{\partial \beta }$ il est commode de trouver (théorème de Riesz) un représentant noté $G^\varepsilon $ (le gradient dans l’espace $L^2(]0,T[)$ tel que (c’est ce que nous avons fait au cours 9 mais cela était plus naturel dans le cas linéaire):

\[ \boxed {\forall \gamma \in L^2(]0,T[),( \displaystyle \frac{\partial J^\varepsilon }{\partial \beta }(\beta ),\gamma )=\displaystyle \int _0^ TG^\varepsilon (s)\gamma (s)ds.} \]

On commence par dériver l’équation dont $y(\beta )$ est solution:

\[ \boxed {\ddot y_1+\xi \dot y_1+ky_1=\frac{\partial q}{\partial \dot y}(\dot y)\dot y_1+b\gamma , y_1(0)=\dot y_1(0)=0.} \]

Optimalité du critère de contrôle (suite)

En multipliant scalairement (dans $L^2(]0,T[)$) par une fonction $p$ et en intégrant par parties nous obtenons:

\[ \boxed {\begin{array}{l}[\dot y_1(T)+\xi y_1(T)-\displaystyle \frac{\partial q}{\partial \dot y}(\dot y)y_1(T)]p(T)-y_1(T)\dot p(T)\\ +\displaystyle \int _0^ T[\ddot p-\xi \dot p+kp+\displaystyle \frac{\partial ^2q}{\partial \dot y^2}\ddot yp+\displaystyle \frac{\partial q}{\partial \dot y}\dot p]y_1=\int _0^ Tb\gamma p.\end{array}} \]

Pour $y$ donnée, on définit $p$ solution de :

Ouvrir/fermer la vidéo.

\[ \boxed {\begin{array}{l}p(T)=d\dot y(T),\dot p(T)=-cy(T)+(d[\xi -\displaystyle \frac{\partial q}{\partial \dot y}(\dot y)]-f)\dot y(T) \\ \ddot p+(\displaystyle \frac{\partial q}{\partial \dot y}-\xi ) \dot p+(k+\displaystyle \frac{\partial ^2q}{\partial \dot y^2}\ddot y)p=ey-f\ddot y,\end{array}} \]

et on déduit l’expression du gradient de $J^\varepsilon $ à l’aide de $p$ (état adjoint):

\[ \boxed {G^\varepsilon =bp+\varepsilon \beta .} \]