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HJB-Solver:求解 Hamilton-Jacobi-Bellman 方程的数值方法

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简介:
HJB-Solver是一款专门设计用于高效求解Hamilton-Jacobi-Bellman方程的软件工具。它提供了一系列先进的数值算法,适用于最优控制理论中的复杂问题求解。 HJB求解器是一个用于解决线性数值问题的工具。它主要用于计算离散可达集,并且假设空间和控制空间是一维的。 重要功能描述如下: - `I = reachableset(x, U, h, Psi, f0Psi, FPsi, f0, F)`:该函数用来计算离散可达集。 - `[Xi,v] = HJB(t0,T,N,M1,M2,f0,F,g,U,Omega0)`: 这是主要功能,返回节点值矩阵和对应于这些点的v值。 - `v=optimization(Xi,vXi,I,i,j)`:在已知可达集I的情况下执行一步操作。 参数描述如下: - t0: 时间范围开始 - T: 时间范围结束 - N: 时间步数 - M1、M2: 空间步数 - f0: 右侧的仿射部分,例如 `@(t,x) x` - F: 右侧的线性部分,例如 `@(t,x) sin(x)` - g: 边值函数,例如 `@(t,x) t*exp(x)` - U:控制集 `[1, 5]` 以上内容详细描述了HJB求解器的功能及参数设置。

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  • HJB-Solver Hamilton-Jacobi-Bellman
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    HJB-Solver是一款专门设计用于高效求解Hamilton-Jacobi-Bellman方程的软件工具。它提供了一系列先进的数值算法,适用于最优控制理论中的复杂问题求解。 HJB求解器是一个用于解决线性数值问题的工具。它主要用于计算离散可达集,并且假设空间和控制空间是一维的。 重要功能描述如下: - `I = reachableset(x, U, h, Psi, f0Psi, FPsi, f0, F)`:该函数用来计算离散可达集。 - `[Xi,v] = HJB(t0,T,N,M1,M2,f0,F,g,U,Omega0)`: 这是主要功能,返回节点值矩阵和对应于这些点的v值。 - `v=optimization(Xi,vXi,I,i,j)`:在已知可达集I的情况下执行一步操作。 参数描述如下: - t0: 时间范围开始 - T: 时间范围结束 - N: 时间步数 - M1、M2: 空间步数 - f0: 右侧的仿射部分,例如 `@(t,x) x` - F: 右侧的线性部分,例如 `@(t,x) sin(x)` - g: 边值函数,例如 `@(t,x) t*exp(x)` - U:控制集 `[1, 5]` 以上内容详细描述了HJB求解器的功能及参数设置。
  • HJB-Solver: Hamilton-Jacobi-Bellman
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    简介:HJB-Solver是一款专为求解Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程设计的软件工具。它提供高效的数值方法,用于解决最优控制问题中的数学挑战,适用于学术研究与工程应用。 HJB求解器是一种用于线性数值问题的工具。其核心功能之一是计算离散可达集,该过程可以通过函数I=reachableset(x,U,h,Psi,f0Psi,FPsi,f0,F)实现,在这个过程中假设空间和控制空间都是一维的。 主要的功能包括: - [Xi,v]=HJB(t0,T,N,M1,M2,f0,F,g,U,Omega0) 这个函数用于返回节点值矩阵以及对应的v值。其中,t0是时间范围开始的时间点;T为时间范围结束的时间点;N表示在给定时间段内的时间步数;M1和M2则代表空间的步数;f0为RHS(右侧)仿射部分的具体形式例如@(t,x) x ;F则是线性部分,如@(t,x) sin(x)。g是边值函数示例为@(t,x)t*exp(x),U表示控制集[1,5]。 此外,还有一个辅助功能: - v=optimization(Xi,vXi,I,i,j) 这个过程是在已经计算出可达集合I的情况下执行的一个步骤。
  • Hamilton-Jacobi工具包
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    Hamilton-Jacobi方程求解工具包是一款专为科研人员和工程师设计的软件,它提供了一系列高效算法来解析并数值模拟经典力学及控制理论中的复杂问题。该工具包能够帮助用户快速准确地解决问题,并支持广泛的物理系统建模与分析。 Hamilton-Jacobi方程求解工具包非常优秀。
  • 基于TT格式离散控制Matlab代码-TT-HJB:针对Hamilton-Jacobi-Bellman牛顿策略迭代
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    TT-HJB是一款利用Tensor Train (TT) 格式优化求解Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 方程的MATLAB工具,采用高效的牛顿策略迭代算法进行离散控制问题的数值计算。 离散控制Matlab代码TT-HJB用于解决Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程的牛顿策略迭代方法在TensorTrain(TT)格式下的实现。关于数学细节,请参考相关文献。安装此代码需要下载或克隆两个相关的存储库,并将所有子目录添加到Matlab路径中。每个文件的功能均有详细说明,也可通过Matlab的帮助功能获取信息。例如,有关TT-HJB求解器的语法,请查阅help(hjb_leg)。 数值测试脚本: 这些顶级脚本用于重现文中提到的数值实验。 - test_hjb_allencahn1.m:处理一维Allen-Cahn方程(4.1节)。可以通过设置有限的umax参数来启用控制约束功能。 - test_hjb_allencahn2.m:针对二维Allen-Cahn方程。请注意,该测试会消耗大量的CPU时间。 - test_hjb_fokker.m:解决Fokker-Planck方程(4.2节)。 辅助文件parse_parameter.m用于处理输入参数。所有数值实验均需要用户从键盘输入模型和近似参数,默认的提示信息提供了初始设置,可作为初步试验的基础。
  • 改进预承诺均差投资组合策略:基于半自筹资金Hamilton-Jacobi-Bellman研究论文
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    本研究提出一种结合半自筹资金机制与HJB方程的创新方法,旨在优化预承诺均值方差投资策略,提升资产配置效率和收益风险比。 我们概述了半自筹资金策略的概念,这一概念最初由Ehrbar在1990年的《经济理论杂志》上提出,并于2012年由Cui等人在《数学金融》中进行了正式化。该策略应用于预承诺均值方差(MV)最优投资组合分配问题。所提出的半自筹资金策略基于Hamilton-Jacobi-Bellman方程的数值解框架,可以轻易地适用于各种一般情况,包括连续或离散的再平衡、有限活动跳跃扩散以及现实的投资组合约束。 我们证明了当投资组合财富超过某个阈值时,MV最佳策略是提取现金。这些半自筹资金策略通常不是唯一的。通过数值结果验证发现,具有正现金提取的策略能够生成更优的有效边界。基于历史时间序列参数估计的测试表明,半自筹资金策略对估算误差具备一定的鲁棒性。
  • Jacobi特征 (2011年)
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    本文介绍了利用Jacobi方法求解矩阵特征值的经典算法,通过旋转操作逐步减少矩阵非对角元素,最终实现准确高效地计算实对称矩阵的所有特征值。发表于2011年。 本段落讨论了求实对称矩阵特征值的经典Jacobi方法,并通过一系列的正交相似变换将实对称矩阵化为对角矩阵,从而求出全部特征值及其相应的特征向量。文中给出了所有正交变换的具体计算公式,并利用MATLAB编程实现了这些算法,提供了一种简单实用的计算工具以解决实际问题。
  • 基于MATLAB线性组JGS与Jacobi迭代
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    本研究利用MATLAB软件探讨了线性方程组的数值解法,重点分析并比较了JGS(加权雅可比)和Jacobi两种迭代算法的有效性和收敛速度。 本段落演示了如何使用自编代码通过迭代法求解线性方程组,并提供了雅克比迭代和JGS迭代两种方法的实现细节。各函数文件独立设计,方便移植与复用。题目附有解答,选自西北工业大学数值计算方法课程作业。采用MATLAB编程语言完成相关算法的实现。
  • Parallel-Jacobi: Jacobi线性组中并行与串行实现
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    本文探讨了Jacobi方法在解决线性方程组时的并行和串行计算策略,介绍了名为Parallel-Jacobi的新算法,并分析其效率。 Jacobi 方法的并行实现用于求解线性方程组的问题,在这个项目里我们比较了该方法在不同变量、内核及线程数量下的串行、并行以及分布式实现方式。我们的目标是探讨这些算法如何随着资源变化而扩展,并且评估它们的速度和效率。 在这个研究中,我们将展示: - 串行版本与使用 pthread 实现的并行版本:后者通过在每次迭代时创建和销毁线程来运行。 - 改进版的 pthread 版本:该版本采用互斥锁和等待条件来进行同步,并重用已经存在的线程以提高效率。 - 使用 OpenMP 的实现方式。 这三者的比较将有助于我们理解不同的并行化策略在解决大规模计算问题时的表现。
  • Jacobi与Gauss-Seidel迭代线性
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    本文探讨了Jacobi和Gauss-Seidel两种迭代方法在解决线性方程组中的应用与比较,分析它们各自的优缺点及适用场景。 计算方法教程凌永祥第二章5题涉及使用Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法解线性方程的问题。
  • 延迟微分
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    《延迟微分方程的数值求解方法》一文系统探讨了延迟微分方程的各种高效且准确的数值算法,深入分析了其在科学计算中的应用。 延迟微分方程数值解法的稳定性与收敛性是毕业论文的主题。