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发表于 2014-8-22 10:06
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- function [p_opt,fval]=dynprog(x,DecisFun,ObjFun,TransFun)
! j- Q& U. A7 }0 \ - % [p_opt,fval]=dynprog(x,DecisFun,ObjFun,TransFun)9 C a5 l: P% ^8 S# S) x1 d
- % 自由始端和终端的动态规划,求指标函数最小值的逆序算法递归
4 i0 ]/ O% |8 i# p; v0 v+ X - % 计算程序。x是状态变量,一列代表一个阶段状态;M-函数$ w8 ] L8 ]( K: `8 v7 \6 z
- % DecisFun(k,x)由阶段k的状态变量x求出相应的允许决策变量;6 B( \9 T6 c0 M9 s
- % M-函数ObjFun(k,x,u)是阶段指标函数,M-函数TransFun(k,x,u)3 `- L3 T, y4 H$ I
- % 是状态转移函数,其中x是阶段k的某状态变量,u是相应的决策变量;
% a5 k\" C: J+ ? - % 输出p_opt由4列构成,p_opt=[序号组;最优策略组;最优轨线组;
- L2 S/ ~# p+ f, d( N+ F2 Z - % 指标函数值组];fval是一个列向量,各元素分别表示p_opt各2 H: b3 t/ I4 E3 M
- % 最优策略组对应始端状态x的最优函数值;$ d, o6 b; p6 K8 J/ l: L
- %' _6 \\" w$ V. [+ j/ ^
- %例(参看胡良剑等编《数学实验--使用MATLAB》P180+ E2 k! L4 e5 p3 [( c/ {2 D
- %先写3个函数
5 {+ {) Y: s5 m7 \. T - % eg13f1_2.m/ |* H- I; L5 h8 _& O$ Z
- % function u=DecisF_1(k,x)
' h! A, z, H+ {# {7 Z; T - % 在阶段k由状态变量x的值求出其相应的决策变量所有的取值5 F: O6 U# @# A6 B' F
- % c=[70,72,80,76];q=10*[6,7,12,6];
_4 z! y$ g5 T9 R- Q+ i. ~6 ? - % if q(k)-x<0,u=0:100; %决策变量不能取为负值
. K/ \% P5 x W5 B - % else,u=q(k)-x:100;end; %产量满足需求且不超过100/ {\" b* A2 K8 t/ ~8 @- R( E' K4 V/ m3 h
- % u=u(:);
, M+ m' J: `0 R/ J) E( p - % eg13f2_2.m- q: Z: e# ^6 U6 E( K9 O @9 w. u
- % function v=ObjF_1(k,x,u)
% N k W! I- b# g - % 阶段k的指标函数
( T2 |$ q5 `5 S3 { - % c=[70,72,80,76];v=c(k)*u+2*x;/ @5 c; ^5 y0 M) {& x/ O
- % eg13f3_2.m0 Q3 ?/ o# k3 K0 r- S
- % function y=TransF_1(k,x,u)8 `- g+ b) Y& C; K; z7 R7 j
- % 状态转移方程
/ E# j4 `+ W8 R# D4 W\" ]2 ^# }0 V - % q=10*[6,7,12,6];y=x+u-q(k);0 ~9 |: ]! {8 e) t+ y7 T
- %调用DynProg.m计算如下:
' L5 e% s- n0 V - % clear;x=nan*ones(14,4);% x是10的倍数,最大范围0≤x≤130,
- O* R6 I3 n4 l3 t1 u - % %因此x=0,1,...13,所以x初始化取14行,nan表示无意义元素
+ M9 w4 Y# u! |# c - % x(1:7,1)=10*(0:6)'; % 按月定义x的可能取值8 h$ Q& v; S/ C
- % x(1:11,2)=10*(0:10)';x(1:12,3)=10*(2:13)';$ e. Z4 f& p) y6 p- y\" m; `
- % x(1:7,4)=10*(0:6)';
( }) x. b' |9 l. e - % [p,f]=dynprog(x,'eg13f1_2','eg13f2_2','eg13f3_2')
' g( N: a) u$ E/ ]\" Q
; S\" l+ p, M% _0 ?& l! Y' r- % By X.D. Ding June 2000
1 K6 p5 D9 I, w+ x
9 N; W! t, I; q* g8 L- k=length(x(1,:));f_opt=nan*ones(size(x));d_opt=f_opt;/ L9 T! }8 d1 H% A9 u: I) e- i' m
- t_vubm=inf*ones(size(x));x_isnan=~isnan(x);t_vub=inf;
5 l- h! N\" A/ K2 N! }5 M$ ^ n - % 计算终端相关值, u. S3 L/ [# ~4 c. ?- L; Y
- tmp1=find(x_isnan(:,k));tmp2=length(tmp1);
& A% \: U' Z. | - for i=1:tmp2
. e! L0 p0 g* o6 Y' V4 ] - u=feval(DecisFun,k,x(i,k));tmp3=length(u);1 U8 b. O. R: C
- for j=1:tmp3
* F* j& w\" `7 J& |\" @3 n - tmp=feval(ObjFun,k,x(tmp1(i),k),u(j));7 m) I* y& z& m3 X+ I, w
- if tmp<=t_vub, 6 K9 H# ^/ j* Z' H4 X\" `
- f_opt(i,k)=tmp;d_opt(i,k)=u(j);t_vub=tmp;
# }( Z% S7 O# i - end;end;end
# |5 Z( `+ O! W. f$ i\" C( L - % 逆推计算各阶段的递归调用程序+ m: P/ B0 K c6 [* l5 `+ _9 ~$ H
- for ii=k-1:-1:1/ U J3 C$ w. q: d
- tmp10=find(x_isnan(:,ii));tmp20=length(tmp10); {+ u5 R& Z2 _\" G. n# _
- for i=1:tmp20\" \; y3 M/ C, A: L0 s
- u=feval(DecisFun,ii,x(i,ii));tmp30=length(u);# R- Y+ r4 m: i: W' d6 {
- for j=1:tmp30
& @* M( t L9 ?' f1 A8 w# z - tmp00=feval(ObjFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));
- R- D) S5 E5 ?/ [' D\" _ - tmp40=feval(TransFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));
! @( h\" T7 B m6 P8 Y* T - tmp50=x(:,ii+1)-tmp40;5 Z& E& m9 s9 c) n\" J
- tmp60=find(tmp50==0);5 a' ]# t' j4 p' ]' H, o7 H
- if ~isempty(tmp60),
& y5 M; u8 h7 Z4 f\" C8 w# C - tmp00=tmp00+f_opt(tmp60(1),ii+1); 1 f% z2 \\" |1 W( @: s
- if tmp00<=t_vubm(i,ii), x\" x, u$ G$ }4 D8 i) X( d( m
- f_opt(i,ii)=tmp00;d_opt(i,ii)=u(j);# s4 F( o9 P2 Z3 M) s1 |
- t_vubm(i,ii)=tmp00;% E$ R3 _' @0 ~6 U) f4 @6 u
- end;end;end;end;end;
( G/ H6 D- C; C2 \0 c, z9 C - fval=f_opt(tmp1,1);
, M9 y$ C; _. N, d. w: i4 h - % 记录最优决策、最优轨线和相应指标函数值$ q0 W& S' `. @4 }
- p_opt=[];tmpx=[];tmpd=[];tmpf=[];& O, c' {- [. G8 t8 w0 J8 [
- tmp0=find(x_isnan(:,1));tmp01=length(tmp0);1 r& A) ?( x+ o! F4 `
- for i=1:tmp01,
5 R9 x! `( ^% p) U0 O3 ]$ m$ s - tmpd(i)=d_opt(tmp0(i),1); $ y3 {( h5 N: O\" z3 c/ `. S$ |. @
- tmpx(i)=x(tmp0(i),1);
( r$ j( X8 ^7 T4 }' x - tmpf(i)=feval(ObjFun,1,tmpx(i),tmpd(i));
. E m1 q. R6 x4 L# N; o8 M - p_opt(k*(i-1)+1,[1,2,3,4])=[1,tmpx(i),...
- [* z( [\" R- o( i* N2 n+ Q. I: E( H - tmpd(i),tmpf(i)];5 s6 ?- V8 |( C8 X% H
- for ii=2:k' ]0 a G& [# E1 c
- tmpx(i)=feval(TransFun,ii-1,tmpx(i),tmpd(i));
9 e3 @. v; G& o- { - tmp1=x(:,ii)-tmpx(i);tmp2=find(tmp1==0);5 W' L! c! }8 c7 O
- if ~isempty(tmp2)
* ]5 N1 @- ~) y, K - tmpd(i)=d_opt(tmp2(1),ii);0 b4 E7 J2 U. e- b) a+ {\" T
- end;
4 L7 B8 w! c# g1 ~ - tmpf(i)=feval(ObjFun,ii,tmpx(i),tmpd(i));
4 Y% Z7 T1 L+ v R - p_opt(k*(i-1)+ii,[1,2,3,4])=[ii,tmpx(i),... D. a\" i; } b9 ]& V& o
- tmpd(i),tmpf(i)];! A) n2 C* W* Q0 |& }
- end;end;
6 U* v4 Q( ?- @. E
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