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图片名称: 人口老龄化问题的动态研究
出版时间: 2017年06月

最优控制理论

在附录中,我们给出数学上控制论的研究方法,以解决经济学中连续时间动态模型的求解问题。在连续时间动态模型中,我们使用最大原理来求解;在离散时间动态模型方面,使用拉格朗日乘数法来求解。本附录给出了最优解的必要和充分条件。在离散时间动态模型方面笔者给出了一部分自己的证明。

第一节 连续时间问题

因为书中使用了这方面的内容,所以在本节,介绍连续时间动态模型的解法。在解决连续时间的动态最优化问题时,使用最优控制的方法来解。

由于连续时间的设定,时间用t来表示,它的取值范围为闭区间[0,T](T> 0),或为[0,∞)。在动态系统中,存在状态变量和控制变量。

1.状态向量

其中,xit)为状态变量,关于时间t是连续可微的。

2.控制向量

其中,ujt)是控制变量,在[0,T]区间内除去有限个点以外,都是连续的,在连续的区间内连续可微。在不连续点,左极限ujt-0)和右极限ujt+0)都存在,且右连续,即ujt)=ujt+0)。把ut)的取值范围记为U

3.结构方程

联结xt)与ut)的微分方程为:

初始条件为x(0)=a

4.终止条件

终止时刻T与终止的位置xT)有指定和未指定的情况,当未指定时需要对终止的点附加条件,这种条件称为横截条件。在不同的问题中,可以有不同的限制条件,因而有不同的横截条件成立。

5.目标函数

一般来说,由泛函数给出目标函数的主要部分: