不确定 bang-bang控制问题及其应用开题报告

 2023-02-03 10:02

1. 研究目的与意义

生活中我们往往会遇到一些非决定性因素,如明天的天气是好还是坏,股市的涨跌,承受重量的大小等。

如何描述和预测这些非决定性现象就成了一个问题。

我们所学习过的概率论,是在大量样本数据前提下通过统计得到了一个与其真实频率拟合度十分高的概率分布来预测这些非决定性现象。

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2. 研究内容和预期目标

主要研究的内容是不确定性控制问题中的一类特殊的问题——bangbang控制问题的最优解的求解。

通过运用一系列基本的不确定性理论来得出bangbang控制的最优解的相关性质,并由此来解决bangbang问题在生活中的一些相关应用。

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3. 国内外研究现状

现代最优控制理论开始于第二次世界大战结束之后。

20 世纪五十年代,美国rand 公司的研究团队,其中包括 bellman、lasalle 和 isaacs 等讨论了含有控制过程的数学问题,由此诞生了 bllman [4] 动态规划方法 (1952 年),为解决最优控制问题提供了新的思路和方法,即把原问题转化为一族具有不同初始时间和状态的动态优化问题,且这一族动态系统的最优控制问题的值函数均满足 hjb (hamilton-jacobi-bellman) 偏微分方程,通过求解 hjb 方程从而找到最优反馈控制律,它发展了变分法中的 hamilton-jacobi 理论,详细的介绍可参见 bellman [5] 和 bertsekas [6] 。

近些年,动态规划方法也非常适合借助计算机来进行较复杂的数值求解,一方面受制于问题的难度和计算的复杂度我们要寻找 hjb 方程的近似解,如 bertsekas 和 tsitsiklis [7]一书中介绍的神经元动态规划方法,lincoln 和 rantzer [8] 提出的松弛动态规划方法等。

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4. 计划与进度安排

首先通过不确定性理论研究了一维不确定连续系统的最优控制问题,在一定的置信水平 α 下, 运用α-乐观值判定准则去优化问题的目标函数,从而建立不确定最优控制乐观值模型,给出求解模型的最优性原理进而推导出最优性方程。

然后考虑多维情形,证明了多维最优性方程,并将其应用到不确定 bang-bang 控制问题中。

其次再研究通过运用期望判定准则来建立不确定多阶段系统的最优控制模型,从而得到bangbang最优控制和最优解。

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5. 参考文献

[1]康玉洁 多阶段不确定系统的bang-bang控制 2012.

[2]蔡洋萍 通货膨胀目标制下的基于模型不确定性的最优货币政策的研究 2010.

[3] liu b. uncertainty theory [m]. berlin: springer-verlag, 2nd edition, 2007.

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