2023-01-07动态规划

#.是什么:

动态规划--把多阶段过程转化为一系列单阶段问题,逐个求解,是求解决策过程(decisionprocess)最优化的数学方法。

#.为什么:

应用领域:

--经济管理、生产调度、工程技术和最优控制等方面得到了广泛的应用。例如最短路线、库存管理、资源分配、设备更新、排序、装载等问题,用动态规划方法比用其它方法求解更为方便。

--动态规划主要用于求解以时间划分阶段的动态过程的优化问题,但是一些与时间无关的静态规划(如线性规划、非线性规划),只要人为地引进时间因素,把它视为多阶段决策过程,也可以用动态规划方法方便地求解。

根据过程的时间变量是离散的还是连续的,分为离散时间决策过程(discrete-timedecision process)和连续时间决策过程(continuous-time decision process);

根据过程的演变是确定的还是随机的,分为确定性决策过程(deterministicdecision process)和随机性决策过程(stochastic decision process),其中应用最广的是确定性多阶段决策过程。

#怎么做:

步骤

动态规划模型通常包含以下要素:(以题目展示)

1.阶段:阶段(step)是根据时间顺序或空间顺序特征对整个过程的自然划分。阶段变量一般用k=1,2,L,n表示。在例1中由A出发为k=1,由B(i=1,2)i出发为k=2,依此下去从F(i=1,2)i出发为k=6,共n=6个阶段。

2.状态:状态(state)表示每个阶段开始时过程所处的自然状况。它应能描述过程的特征并且无后效性,即当某阶段的状态变量给定时,这个阶段以后过程的演变与该阶段以前各阶段的状态无关。通常还要求状态是直接或间接可以观测的。

-状态变量:描述状态的变量,xk表示第k阶段的状态变量,它可以是一个数或一个向量。(小写x)

-允许状态集合:变量允许取值的范围,Xk表示第k阶段的允许状态集合。(大写X)

在例1x_{2} 可取B1,B2,或将Bi定义为i(i=1,2),则x_{2} =1或2,而X2={1,2}。

n个阶段的决策过程有n+1个状态变量x_{n+1} 表示x_{n} 演变的结果。在例1中x_{7} 取G,或定义为1,即x_{7} =1

3.决策:当一个阶段的状态确定后,可以作出各种选择从而演变到下一阶段的某个状态,这种选择手段称为决策(decision),在最优控制问题中也称为控制(control)。

-决策变量:描述决策的变量,

-允许决策集合:变量允许取值的范围


4.策略:

类似地,由第k到第j阶段的子过程的策略记作

5.状态转移方程


6.指标函数和最优值函数

指标函数


最优值函数

7.最优策略和最优轨线

8.递归方程:

动态规划递归方程是动态规划的最优性原理的基础,即:最优策略的子策略,构成最优子策略。

当⊗为加法时取f_{n+1} (x_{n+1} )=0;当⊗为乘法时,取f_{n+1} (x_{n+1} )=1

--用状态转移方程(1)和递归方程(2)求解动态规划的过程,是由k=n+1逆推至k=1,故这种解法称为逆序解法。


--对某些动态规划问题,采用顺序解法。这时,状态转移方程和递归方程分别为:


用lingo求解例1最短路线问题:


©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,701评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,649评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 166,037评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,994评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,018评论 6 395
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,796评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,481评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,370评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,868评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,014评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,153评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,832评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,494评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,039评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,156评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,437评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,131评论 2 356

推荐阅读更多精彩内容