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,xi(t)为状态变量,关于时间t是连续可微的。
2.控制向量
其中,uj(t)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uj(t-0)和右极限uj(t+0)都存在,且右连续,即uj(t)=uj(t+0)。把u(t)的取值范围记为U。
3.结构方程
联结x(t)与u(t)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x(T)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: