Оптимальное управление и вариационное исчисление
С точки зрения математики задача оптимального управления
представляет собой задачу нахождения экстремума функционала(функция, аргументом которой есть функция), которая рассматривается в вариационном исчислении.
Она сходна с задачей нахождения экстремума функции многих переменных в математическом анализе, когда необходимые условия, которым должны удовлетворять независимые переменные скалярной функции, определяются приравниванием нулю всех частных производных функций по своим аргументам.
При минимизации функционала получается не система алгебраических уравнений, которым удовлетворяют независимые переменные в точке экстремума скалярной функции, а система дифференциальных уравнений, которым на интервале управления удовлетворяют так называемые экстремали, являющиеся функциями времени.
Процедура нахождения экстремума функционала усложняется из-за необходимости удовлетворять ограничениям, налагаемым на переменные управлений и состояний.
Ограничения учитывают, используя метод множителей Лагранжа.