scholarly journals On Modified Method of Multistep Coordinate Descent for Optimal Control Problem for Semilinear Sobolev-Type Model

2016 ◽  
Vol 3 (4) ◽  
pp. 59-72
Author(s):  
N.A. Manakova ◽  
Author(s):  
Mohamed Abdelaziz Zaitri ◽  
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Mohand Ouamer Bibi ◽  
Delfim F. M. Torres ◽  
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We apply optimal control theory to a generalized SEIR-type model. The proposed system has three controls, representing social distancing, preventive means, and treatment measures to combat the spread of the COVID-19 pandemic. We analyze such optimal control problem with respect to real data transmission in Italy. Our results show the appropriateness of the model, in particular with respect to the number of quarantined/hospitalized (confirmed and infected) and recovered individuals. Considering the Pontryagin controls, we show how in a perfect world one could have drastically diminish the number of susceptible, exposed, infected, quarantined/hospitalized, and death individuals, by increasing the population of insusceptible/protected.


2017 ◽  
Vol 24 (1) ◽  
pp. 79
Author(s):  
ELLINA V. GRIGORIEVA ◽  
PAUL B. DEIGNAN ◽  
EVGENII N. KHAILOV

Se considera un modelo de tipo Susceptible, Expuesto, Infeccioso y Recuperado (SEIR) que describe la epidemia del ébola en una población de tamaño constante sobre un intervalo de tiempo fijo. Este modelo es una extensión del bien conocido modelo SEIR y es más adecuado para el estudio del mecanismo de control de la epidemia del ébola. Además de los compartimientos tradicionales del SEIR, este modelo contiene un compartimientoaisladoinfecciosoquerepresentaelnúmerodeindividuos infectados y expuestos que han sido aislados de los individuos susceptibles. El modelo tiene dos controles de intervención que reflejan los esfuerzos para proteger a los individuos susceptibles de los individuos infectados y expuestos. Adicionalmente, hay dos funciones de control que definen los esfuerzos para la detección y aislamiento de individuos infectados y expuestos. Se plantea el problema de minimización de la suma del total de cocientes de individuos infectados y expuestos y el total de costos ponderados de restricciones de control sobre un intervalo de tiempo. Para el análisis de los correspondientes controles óptimos, se usa el principio del máximo de Pontryanguin. En consecuencia, los controles son funciones bang-bang determinadas por las correspondientes funciones de cambio. Con el fin de estimar el número de ceros de las funciones de cambio, se propone un nuevo enfoque basado en el análisis de los problemas de Cauchy para las derivadas de estas funciones. Se encontró que los controles óptimos del problema original tienen a lo sumo un cambio. Esto permite la reducción del complejo problema original de control óptimo a resolver un problema mucho más simple de minimización condicional de una función de tres variables. Se presentan los resultados y análisis de la solución numérica a este problema.


2020 ◽  
Vol 7 (3) ◽  
pp. 11-22
Author(s):  
VALERY ANDREEV ◽  
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ALEXANDER POPOV

A reduced model has been developed to describe the time evolution of a discharge in an iron core tokamak, taking into account the nonlinear behavior of the ferromagnetic during the discharge. The calculation of the discharge scenario and program regime in the tokamak is formulated as an inverse problem - the optimal control problem. The methods for solving the problem are compared and the analysis of the correctness and stability of the control problem is carried out. A model of “quasi-optimal” control is proposed, which allows one to take into account real power sources. The discharge scenarios are calculated for the T-15 tokamak with an iron core.


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