PENYELESAIAN MASALAH KONTROL OPTIMAL KONTINU YANG MEMUAT FAKTOR DISKON

dokumen-dokumen yang mirip
EKSISTENSI BAGIAN IMAJINER PADA INTEGRAL FORMULA INVERSI FUNGSI KARAKTERISTIK

PENGENDALIAN OPTIMAL PADA MODEL KEMOPROFILAKSIS DAN PENANGANAN TUBERKULOSIS

PENYELESAIAN MASALAH KONTROL KUADRATIK LINIER YANG MEMUAT FAKTOR DISKON

Solusi Sistem Persamaan Linear Fuzzy

METODE FINITE DIFFERENCE INTERVAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN PANAS ABSTRACT 1. PENDAHULUAN

BAB III LIMIT DAN FUNGSI KONTINU

BEBERAPA IDENTITAS PADA GENERALISASI BARISAN FIBONACCI ABSTRACT

URUNAN PARSIAL. Definisi Jika f fungsi dua variable (x dan y) maka: atau f x (x,y), didefinisikan sebagai

KAJIAN PEMODELAN MATEMATIKA TERHADAP PENYEBARAN VIRUS AVIAN INFLUENZA TIPE-H5N1 PADA POPULASI UNGGAS

Trihastuti Agustinah

(a) (b) Gambar 1. garis singgung

PANJANG DAN JARAK VEKTOR PADA RUANG HASIL KALI DALAM. V, yang selanjutnya dinotasikan dengan v, didefinisikan:

STABILISASI SISTEM DESKRIPTOR LINIER KONTINU

PENELUSURAN LINTASAN DENGAN JARINGAN SARAF TIRUAN

Pengembangan Hasil Kali Titik Pada Vektor

BEBERAPA SIFAT JARAK ROTASI PADA POHON BINER TERURUT DAN TERORIENTASI

Kontrol Optimum pada Model Epidemik SIR dengan Pengaruh Vaksinasi dan Faktor Imigrasi

OPTIMASI PENENTUAN DOSIS OBAT PADA TERAPI LEUKEMIA MYELOID KRONIK

HASIL KALI TITIK DAN PROYEKSI ORTOGONAL SUATU VEKTOR (Aljabar Linear) Oleh: H. Karso FPMIPA UPI

PENYELESAIAN LUAS BANGUN DATAR DAN VOLUME BANGUN RUANG DENGAN KONSEP DETERMINAN

Hasil Kali Titik. Dua Operasi Vektor. Sifat-sifat Hasil Kali Titik. oki neswan (fmipa-itb)

Kontrol Optimum. Prinsip Maksimum Pontryagin. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB. Februari 2014

III PEMODELAN SISTEM PENDULUM

EKONOMETRIKA PERSAMAAN SIMULTAN

PENDEKATAN KALKULUS VARIASIONAL PADA SISTEM KONTROL DAYA DORONG ROKET. Niken Madu Meta Jurusan Matematika, FMIPA UNS

Bab 5 RUANG HASIL KALI DALAM

Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2004 Yogyakarta, 19 Juni 2004

MODEL MATEMATIKA WAKTU PENGOSONGAN TANGKI AIR

Trihastuti Agustinah

STABILISASI SISTEM KONTROL LINIER DENGAN PENEMPATAN NILAI EIGEN

ANALISA STEADY STATE ERROR SISTEM KONTROL LINIER INVARIANT WAKTU

PENGGUNAAN METODE LYAPUNOV UNTUK MENGUJI KESTABILAN SISTEM LINIER

MODUL PERKULIAHAN. Kalkulus. Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh

Model Hidrodinamika Pasang Surut Di Perairan Pulau Baai Bengkulu

Bab 5 RUANG HASIL KALI DALAM

WALIKOTA BANJARMASIN

STABILISASI SISTEM KONTROL LINIER INVARIANT WAKTU DENGAN MENGGUNAKAN METODE ACKERMANN

Kontrol Optimum. MKO dengan Mixed Constraints dan Pure State Constraints. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB. Februari 2014

Pengenalan Pola. Ekstraksi dan Seleksi Fitur

KONTROL OPTIMAL PADA PENGADAAN BAHAN MENTAH DENGAN KEBIJAKAN PENGADAAN TEPAT WAKTU, PERGUDANGAN, DAN PENUNDAAN

Diferensial fungsi sederhana

KETEROBSERVASIAN SISTEM DESKRIPTOR DISKRIT LINIER

BAB III 3. METODOLOGI PENELITIAN

MENENTUKAN MODEL PELUANG KEBANGKRUTAN PERUSAHAAN ASURANSI DENGAN PERSAMAAN INTEGRO- DIFERENSIAL

(x, f(x)) P. x = h. Gambar 4.1. Gradien garis singgung didifinisikan sebagai limit y/ x ketika x mendekati 0, yakni

Kalkulus Multivariabel I

Trihastuti Agustinah. TE Teknik Numerik Sistem Linear

SOLUSI NUMERIK MODEL REAKSI-DIFUSI (TURING) DENGAN METODE BEDA HINGGA IMPLISIT SKRIPSI. Oleh: JUNIK RAHAYU NIM

APROKSIMASI VARIASIONAL UNTUK SOLUSI SOLITON PADA PERSAMAAN SCHRÖDINGER NONLINIER DISKRIT NONLOKAL

lim 0 h Jadi f (x) = k maka f (x)= 0 lim lim lim TURUNAN/DIFERENSIAL Definisi : Laju perubahan nilai f terhadap variabelnya adalah :

BUPATI SIDOARJO PERATURAN BUPATI SIDOARJO NOMOR 44 TAHUN 2009 TENTANG. PENGELOLAAN PINJAMAN JANGKA PENDEK PADA BADAN LA YANAN UMUM DAERAH

OBSERVER UNTUK SISTEM KONTROL LINIER KONTINU

REALISASI POSITIF STABIL ASIMTOTIK SISTEM LINIER DISKRIT DENGAN POLE KONJUGAT KOMPLEKS

Masalah Kalkulus Variasi, Fungsional Objektif, Variasi, Syarat Perlu Optimalitas

NAMA : KELAS : theresiaveni.wordpress.com

Kontrol Optimum. MKO dengan Kendala pada Peubah Kontrol. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB. Februari 2017

HUBUNGAN ANTARA HIMPUNAN KUBIK ASIKLIK DENGAN RECTANGLE

REALISASI UNTUK SISTEM DESKRIPTOR LINIER INVARIANT WAKTU

Kalkulus Variasi. Masalah Kalkulus Variasi, Fungsional Objektif, Variasi, Syarat Perlu Optimalitas. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB

Penerapan Masalah Transportasi

OPTIMALISASI FITUR-FITUR PADA APLIKASI PRESENTASI UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PENYAMPAIAN PESAN BERBASIS HCI

Kontrol Optimum. MKO dengan Horizon Takhingga, Syarat Cukup. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB. Februari 2014

PERBANDINGAN MODEL MALTHUS DAN MODEL VERHULST UNTUK ESTIMASI JUMLAH PENDUDUK INDONESIA TAHUN

METODE SIMPLEKS PRIMAL-DUAL PADA PROGRAM LINIER FUZZY PENUH DENGAN BILANGAN TRAPEZOIDAL

Untuk pondasi tiang tipe floating, kekuatan ujung tiang diabaikan. Pp = kekuatan ujung tiang yang bekerja secara bersamaan dengan P

WALIKOTA BANJARMASIN PROVINSI KALIMANTAN SELATAN PERATURAN DAERAH KOTA BANJARMASIN NOMOR TAHUN 2016 TENTANG

SISTEM PERANGKINGAN ITEM MOBIL PADA E-COMMERCE PENJUALAN MOBIL DENGAN METODE RANDOM-WALK BASE SCORING

Kalkulus Variasi. Persamaan Euler, Masalah Kalkulus Variasi Berkendala, Syarat Batas. Toni Bakhtiar. Departemen Matematika IPB.

REALISASI SISTEM LINIER INVARIANT WAKTU

ALJABAR LINEAR (Vektor diruang 2 dan 3) Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Aljabar Linear Dosen Pembimbing: Abdul Aziz Saefudin, M.

MODEL DINAMIKA CINTA DENGAN MEMPERHATIKAN DAYA TARIK PASANGAN

Aljabar Linear Elementer

3. RUANG VEKTOR. dan jika k adalah sembarang skalar, maka perkalian skalar ku didefinisikan oleh

SIMULASI PADA MODEL PENYEBARAN PENYAKIT TUBERKULOSIS SRI REJEKI PURI WAHYU PRAMESTHI DOSEN PENDIDIKAN MATEMATIKA IKIP WIDYA DARMA SURABAYA

Analisis Peluruhan Flourine-18 menggunakan Sistem Pencacah Kamar Pengion Capintec CRC-7BT S/N 71742

PELUANG BERTAHAN PERUSAHAAN ASURANSI DARI KEBANGKRUTAN PADA WAKTU KEDATANGAN KLAIM BERDISTRIBUSI GAMMA(2,

BAB RELATIVITAS Semua Gerak adalah Relatif

IT CONSULTANT UNIVERSITAS MURIA KUDUS (ITC - UMK)

Pemodelan Dinamika Gelombang dengan Mengerjakan Persamaan Kekekalan Energi. Syawaluddin H 1)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SIFAT-SIFAT DINAMIK DARI MODEL INTERAKSI CINTA DENGAN MEMPERHATIKAN DAYA TARIK PASANGAN

BAB 2 LANDASAN TEORI. Analisis jalur yang dikenal dengan path analysis dikembangkan pertama pada tahun 1920-an oleh

TUGAS TERSTRUKTUR KALKULUS PEUBAH BANYAK. Dari Buku Kalkulus Edisi Keempat Jilid II James Stewart, Penerbit Erlangga.

Korelasi Pasar Modal dalam Ekonofisika

PENGGUNAAN ALGORITMA KUHN MUNKRES UNTUK MENDAPATKAN MATCHING MAKSIMAL PADA GRAF BIPARTIT BERBOBOT

Analisa Performasi Kolektor Surya Terkonsentrasi Dengan Variasi Jumlah Pipa Absorber Berbentuk Spiral

BUPATI SIDOARJO PERATURAN BUPATI SIDOARJO NOMOR 39 TAHUN 2009 TENTANG

PENDUGAAN JUMLAH PENDUDUK MISKIN DI KOTA SEMARANG DENGAN METODE SAE

KONSTRUKSI FUNGSI µ REGULAR DARI FUNGSI PANHARMONIK BERNILAI KOMPLEKS SKRIPSI. Oleh: SUCI RAHAYU NIM:

TOPOLOGI METRIK PARSIAL

KALKULUS MULTIVARIABEL II

Mata Kuliah: Aljabar Linier Dosen Pengampu: Darmadi, S. Si, M. Pd

HOMOLOGI DARI HIMPUNAN KUBIK YANG DIREDUKSI (ELEMENTARY COLLAPSE)

SUATU KAJIAN TITIK TETAP PEMETAAN k-pseudononspreading SEJATI DI RUANG HILBERT

PENGENDALIAN OPTIMAL DISTRIBUSI VAKSIN PADA MODEL EPIDEMIK RABIES DENGAN MASA KELAHIRAN PERIODIK

ANALISIS LAX PAIR DAN PENERAPANNYA PADA PERSAMAAN KORTEWEG-DE VRIES

I PENDAHULUAN II LANDASAN TEORI

STRUKTUR SEMILATTICE PADA PRA A -ALJABAR

REALISASI POSITIF STABIL ASIMTOTIK DARI SISTEM LINIER DISKRIT

METODE BENTUK NORMAL PADA PENYELESAIAN PERSAMAAN RAYLEIGH

Transkripsi:

Jrnal Matematika UNAND Vol. 2 No. 3 Hal. 157 161 ISSN : 233 291 c Jrsan Matematika FMIPA UNAND PENYELESAIAN MASALAH KONTROL OPTIMAL KONTINU YANG MEMUAT FAKTOR DISKON DALIANI Program Stdi Matematika, Fakltas Matematika dan Ilm Pengetahan Alam, Universitas Andalas, Kamps UNAND Lima Manis Padang, Indonesia, daliani.lia99@gmail.com Abstrak. Masalah kontrol optimal kontin merpakan masalah kotrol optimal yang saat ini telah dignakan dalam berbagai bidang. Tjan masalah kontrol optimal kontin ini adalah memaksimmkan fngsi tjan J() yang memat faktor diskon e αt. Eksistensi dari pengontrol (t) sangat bergantng pada konstrain yang diberikan. Oleh karena it, akan dikaji syarat ckp yang menjamin eksistensi kontrol optimal (t) yang memenhi konstrain yang berpa persamaan diferensial ẋ(t) = g(t, x(t), (t)). Selain it diberikan beberapa contoh sebagai ilstrasi ntk memperkat keberlakan syarat ckp tersebt. Kata Knci: Kontrol optimal, persamaan Lagrange, Crrent Vale Hamiltonian 1. Pendahlan Masalah kontrol otimal kontin merpakan masalah penentan sat pengontrol (t), t R yang memaksimmkan fngsi tjan max J() = S(x(T ), T ) f(t, x(t), (t))dt s.t ẋ(t) = g(t, x(t), (t)), t [, T ] (1.1) x() = x, x(t ) diberikan ata bebas, di mana x adalah variabel keadaan dan adalah variabel kontrol, dengan x, C 2 ([, T ]) = {y(t) ÿ ada dan kontin pada [, T ]}. Model optimisasi (1.1) sering mncl dalam aplikasi, tertama dalam biologi [6], kesehatan [2], ekonomi [3]. Khss dalam bidang ekonomi, fngsi tjan yang dignakan sering memat sat faktor diskon e αt, di mana < α < 1, sehingga fngsi tjan berbentk J() = S(x(T ), T ) e αt f(t, x(t), (t))dt. (1.2) Dalam paper ini, akan dikaji syarat ckp yang menjamin eksistensi pengontrol (t) yang memenhi persamaan diferensial ẋ(t) = g(t, x(t), (t)) dan memaksimmkan fngsi objektif (1.2). 157

158 Daliani 2. Penyelesaian Masalah Kontrol Optimal yang Memat Faktor Diskon Perhatikan masalah kontrol optimal berikt. max J() = S(x(T ), T ) e αt f(t, x(t), (t))dt, s.t. ẋ(t) = g(t, x(t), (t)), (2.1) x() = x, x(t ) bebas ata diberikan, di mana x C 2 ([, T ]) adalah variabel keadaan dan C 2 ([, T ]) adalah variabel kontrol. Selanjtnya, akan ditentkan pengontrol yang memenhi konstrain (2.1) sekaligs memaksimmkan fngsi tjan (2.1). Definisikan Lagrangian sebagai berikt. L(x,, λ) = S(x(T ), T ) e αt (f(t, x(t), (t)) λ(t)(g(t, x(t), (t)) ẋ(t))) dt, (2.2) di mana λ(t) adalah pengali Lagrange. Asmsikan α =, maka persamaan (2.2) menjadi L(x,, λ) = S(x(T ), T ) = S(x(T ), T ) [f(t, x(t), (t)) λ(t)g(t, x(t), (t)) λ(t)ẋ(t)]dt, [f(t, x(t), (t)) λ(t)(g(t, x(t), (t)) x(t) λ(t)]dt λ()x() λ(t )x(t ). (2.3) Definisikan fngsi H sebagai berikt. Maka (2.3) dapat ditlis menjadi L = S(x(T ), T ) H = f(t, x(t), (t)) λg(t, x(t), (t)). (2.4) [H(t, x(t), (t), λ(t)) x(t) λ(t)]dt λ()x() λ(t )x(t ). (2.5) Fngsi H ini disebt sebagai fngsi Hamiltonian [5]. Misalkan (t) adalah kontrol optimal dan x (t) adalah keadaan optimal yang diinginkan, maka (t) = (t) εp(t), x(t) = x (t) εq(t), x(t ) = x (T ) εdx(t ), di mana p(t), q(t) C 2 ([, T ]) dan ε >. Dengan menggnakan syarat ekstrim L L = S(x(T, ε), T ) ( H x λ =, diperoleh ) x(t, ε) dt λ(t ) =. (2.6)

Penyelesaian Masalah Kontrol Optimal Kontin yang Memat Faktor Diskon 159 Dengan menggnakan atran rantai, maka (2.6) menjadi ( ) L S T [( ) H = x λ(t ) dx(t ) x λ q(t) H ] p(t) dt (2.7) Dari (2.7) dan konstrain pada (2.1) diperoleh bahwa syarat perl agar merpakan kontrol optimal adalah ẋ = H = g(t, x(t), (t)), λ λ = H x H = λ(t ) = S x. (2.8) Teorema 2.1. [4] Untk masalah kontrol optimal (2.1), misalkan fngsi f dan g memenhi syarat berikt, (1) fngsi yang kontin dalam (x,, t), (2) memiliki trnan parsial pertama terhadap x dan, (3) concave dalam (x, ) ntk setiap (x, ) C 2 ([, T ]). Jika (t, x, ) memenhi (2.8) maka memaksimmkan fngsi tjan (2.1) dengan α =. Bkti. Karena f concave dalam (x, ), maka berlak J() J( ) = S(x(T ), T ) S(x (T ), T ) S x (x (T ), T )(x(t ) x (T )), f(t, x, ) f(t, x, )dt, [f x (t, x, )(x x ) f (t, x, )( )]dt, S x (x (T ), T )(x(t ) x (T )) [ ( λ λg x )(x x ) λg ( )]dt, = S x (x (T ), T )(x(t ) x (T )) λ(t )(x(t ) x (t)) λ()(x() x ()) [λ(ẋ ẋ )dt λg x (x x ) λg ( )]dt, = λ()(x() x ()) λ[g(t, x, ) g(t, x, ) g x (x x ) g ( )]dt. (2.9) Karena f concave dalam (x, ), maka komponen dalam integral adalah non positif. Selanjtnya, karena x() tetap, maka x() = x = x (). Sehingga J() J( ), ata J() J( ), yang memperlihatkan bahwa merpakan pemaksimm dari masalah (2.1).

16 Daliani Selanjtnya, jika < α < 1 maka Hamiltonian dapat ditlis sebagai H = e αt f(t, x(t), (t)) λg(t, x(t), (t)). (2.1) Dengan menggnakan Crrent Vale Hamiltonian, maka syarat perl (2.8) menjadi ẋ = H λ = H λ e αt = H m, λ = H x αm(t), H = H =, m(t ) = S x eαt. (2.11) Proses di atas telah membktikan teorema berikt ntk menentkan solsi optimal masalah kontrol optimal (2.1). Teorema 2.2. [5] Jika (x (t), (t)) yang memenhi kondisi pada (2.11) dan H adalah concave dalam (x, ) maka (t) adalah optimal ntk masalah kontrol optimal (2.1). 3. Contoh Perhatikan masalah kontrol optimal berikt. max 1 1 J() = 2 2 e.5t dt s.t. ẋ = x, x() = 2, x(1) bebas. Akan ditentkan kontrol optimal dari masalah di atas. H(x,, t) = 1 2 2 m( x ) Berdasarkan (2.11) diperoleh syarat ekstrim sebagai berikt. (1) H = m = = m, (2) ṁ = H x αm, ṁ 1.5m =, (3) ẋ = x, ẋ x =. Karena x(1) bebas maka λ(1) =. Misalkan D = d dt, maka syarat ekstrim (2) dan (3) dapat disbtitsikan sebagai berikt. (D 1.5)(ẋ x) = (D 1.5)( m), D(ẋ x) 1.5(ẋ x) = D( m) (1.5)( m), ẍ ẋ 1.5ẋ 1.5x = (ṁ 1.5m), ẍ.5ẋ 1.5x =. (3.1) Persamaan karakteristik dari persamaan (3.1) adalah r 2.5r 1.5 =, (3.2)

Penyelesaian Masalah Kontrol Optimal Kontin yang Memat Faktor Diskon 161 sehingga diperoleh solsi akibatnya x(t) = Ae 1.5t Be t, = (D 1)x = (D 1)(Ae 1.5t Be t ) = 2.5Ae 1.5t m = = (2.5Ae 1.5t ). Selanjtnya diperoleh syarat awal sebagai berikt. Dari (3.3) dan (3.4) diperoleh A = 2 2 e 1.5 = 2(e1.5 1) e 1.5, B = 2 e 1.5. Jadi, kontrol optimalnya adalah sebagai berikt. x() = A B = 2. (3.3) m(1) = 2.5Ae 1.5. (3.4) (t) = 2.5Ae 1.5t = 2.5( 2(e1.5 1) e 1.5 )e 1.5t, dan keadaan optimal adalah : 4. Ucapan Terima kasih x (t) = ( 2(e1.5 1) e 1.5 )e 1.5t 2 e 1.5 e t. Penlis mengcapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Mhafzan, Ib Dr. Lyra Ylianti, Bapak Dr. Admi Nazra dan Bapak Zlakmal, M.Si yang telah memberikan maskan dan saran sehingga paper ini dapat diselesaikan dengan baik. Daftar Pstaka [1] Chiang, A. C. 1992. Element of Dynamic Optimization. Science Typographers Inc, Singapore. [2] Fadila, Ana. 212. Kontrol Optimal pada Model Epidemik Sir. Jrnal-S1 Jrsan Matematika Universitas Brawijaya, Malang. [3] Frqon, Ahmad. 26. Model Respon Penjalan Saham Terhadap Iklan. Skripsi- S1 Jrsan Matematika UI, Jakarta. [4] Grass, Dieter, dkk. 28. Optimal Control of Nonlinear Processes. Springer, Berlin. [5] Kamien, M.I. dan N.L. Schwartz. 1991. Dynamic Optimization: The Calcls of Variations and Optimal Control in Economics and Management. North Holland, Amsterdam. [6] Lesnssa, Y. A. 21. Aplikasi Kendali Optimm dalam Penentan Interval Wakt dan Dosis Optimal pada Kemoterapi Kanker. Jrnal-S1. ITS, Srabaya.