古典變分法

古典變分法

古典變分法,是研究對泛函求極值的一種數學方法。古典變分法只能用在控制變數的取值範圍不受限制的情況,即要求控制變數連續,而狀態變數需要連續可微

基本介紹

  • 中文名:古典變分法
  • 表達式:Max V(y)=∫F(t,y,y*)dt
  • 適用領域範圍:在控制變數的取值範圍不受限制的情況
  • 主要研究對象:對泛函求極值的一種數學方法
作用,問題描述,問題舉例,

作用

在許多實際控制問題中,控制函式的取值常常受到封閉性的邊界限制,如方向舵只能在兩個極限值範圍內轉動,電動機的力矩只能在正負的最大值範圍內產生等。因此,古典變分法對於解決許多重要的實際最優控制問題,是無能為力的。

問題描述

Max V(y)=∫F(t,y,y*)dt (積分區域為(0,T)[沒辦法加在積分符號後,抱歉],y*表示y的增量)
s.t. y(0)=A,y(T)=Z (要求狀態變數y連續可導)
求解方法為假設存在任意的擾動曲線p(t),有p(0)=p(T)=0,對於小量ε,有V(ε)=∫F(t,y+εp(t),y*+εp*(t))dt(積分區域為(0,T),p*(t)為p(t)的增量),若原V(y)已經最優,則此處dV(ε)/dε=0,而最終求解的結果就是歐拉方程F'y=dF'y*/dt。具體求解過程可參見變分法和歐拉方程。

問題舉例

企業投資動態最佳化中的喬根森模型和艾斯納—斯特羅茲模型。

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