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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) , O4 B% e/ \4 b/ u
- % [p_opt,fval]=dynprog(x,DecisFun,ObjFun,TransFun)
% |- E0 [9 l5 Z. N - % 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+ D! L$ L0 H! p& b
- % 计算程序。x是状态变量,一列代表一个阶段状态;M-函数
( {4 z2 n4 f- ?2 @9 m o - % DecisFun(k,x)由阶段k的状态变量x求出相应的允许决策变量;
) e. B7 }# P/ m4 r4 N% n! L, G - % M-函数ObjFun(k,x,u)是阶段指标函数,M-函数TransFun(k,x,u)
% C U( T7 x3 g3 |# E - % 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;
) g9 }0 {: g3 }. x - % 输出p_opt由4列构成,p_opt=[序号组;最优策略组;最优轨线组;
6 ^- D, y2 Z2 \8 k( I - % 指标函数值组];fval是一个列向量,各元素分别表示p_opt各
2 U3 T/ f# ]% ]2 X4 m+ L$ M - % 最优策略组对应始端状态x的最优函数值;
# j4 i5 {5 W' p$ `7 i - %
8 s9 W5 E; _! O8 I. o/ r - %例(参看胡良剑等编《数学实验--使用MATLAB》P1806 o% d! W3 D! N' j5 K
- %先写3个函数
\" @\" Y- o& e, t5 [/ k - % eg13f1_2.m6 I$ B) L/ a$ M% x( Q
- % function u=DecisF_1(k,x)
/ M, N9 k0 Z% ]* S X3 Q - % 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
, a* V( g3 v. q# X) w - % c=[70,72,80,76];q=10*[6,7,12,6];
0 [+ C+ t5 m* \* ?6 J: T( z$ | b - % if q(k)-x<0,u=0:100; %决策变量不能取为负值
/ Q\" P4 u* k [\" {6 x - % else,u=q(k)-x:100;end; %产量满足需求且不超过100
: o7 @- K& _# I$ |7 d - % u=u(:);
6 S, p- }- t, `8 J9 F f - % eg13f2_2.m1 N# I/ {9 h- l5 z L
- % function v=ObjF_1(k,x,u) B: x, o b: E) V. W$ v+ c+ N) ~3 _
- % 阶段k的指标函数
, n% P\" s1 a: m0 H6 K4 ?* H - % c=[70,72,80,76];v=c(k)*u+2*x;
/ W9 `+ J l/ j9 J5 A, L - % eg13f3_2.m. h8 s+ _6 P/ p
- % function y=TransF_1(k,x,u)
7 _\" r+ d\" W' F4 |\" v7 m - % 状态转移方程
) V& E5 t' y3 B\" ]- }% @ - % q=10*[6,7,12,6];y=x+u-q(k);
/ b/ i) @7 n! w* P - %调用DynProg.m计算如下:# t9 j+ o3 a: t2 f( m* U1 u7 n
- % clear;x=nan*ones(14,4);% x是10的倍数,最大范围0≤x≤130,9 f/ _$ n- o\" x5 W1 Y
- % %因此x=0,1,...13,所以x初始化取14行,nan表示无意义元素
. l, M2 J5 y5 `! W! S) K\" F9 W! D% e - % x(1:7,1)=10*(0:6)'; % 按月定义x的可能取值
9 L- u9 ~& {9 H! \! I+ G ]; B4 _, R - % x(1:11,2)=10*(0:10)';x(1:12,3)=10*(2:13)';
' A7 o+ N8 ~0 [) P9 ?: [9 x1 S2 V - % x(1:7,4)=10*(0:6)';
) t4 c5 A( V$ o6 O e8 l& }' { - % [p,f]=dynprog(x,'eg13f1_2','eg13f2_2','eg13f3_2') z& ?/ E/ @3 P; U2 Q\" q
1 _, C3 j9 {# [& t4 x) `/ x- % By X.D. Ding June 2000
' }* i6 A7 g2 T2 E9 Z - 6 f+ q Q' u3 g! J6 [/ G6 y% U
- k=length(x(1,:));f_opt=nan*ones(size(x));d_opt=f_opt;
, f0 o\" n3 h4 y\" r& i/ j9 g/ Y - t_vubm=inf*ones(size(x));x_isnan=~isnan(x);t_vub=inf;4 e1 K7 A& K* r\" S$ \/ H- \9 j
- % 计算终端相关值
$ B, l\" t# K% }. A) M- | - tmp1=find(x_isnan(:,k));tmp2=length(tmp1);
, `- f, z/ N4 b2 o, P - for i=1:tmp2
- u5 C1 ?+ I* Q\" r1 _$ v - u=feval(DecisFun,k,x(i,k));tmp3=length(u);
7 l6 J* F9 u8 p0 }' ^- S - for j=1:tmp3$ i5 \) J8 o2 }; N4 a) Y6 T+ N* ^
- tmp=feval(ObjFun,k,x(tmp1(i),k),u(j));
4 s6 w \$ {# N - if tmp<=t_vub,
) f+ g& _' p0 ]6 c - f_opt(i,k)=tmp;d_opt(i,k)=u(j);t_vub=tmp; 9 }: r! Q! Z6 J$ ` B# B4 l3 C
- end;end;end
, f# ~' ]: l0 b) A: e - % 逆推计算各阶段的递归调用程序
* }4 b8 p1 N0 J9 S3 R, b) s6 P$ K7 S - for ii=k-1:-1:1\" |! D( ?9 `, L8 W- y# K5 O
- tmp10=find(x_isnan(:,ii));tmp20=length(tmp10);
2 r4 A; I+ @: k' \9 g - for i=1:tmp206 q: }4 ^: b+ H$ F. ]
- u=feval(DecisFun,ii,x(i,ii));tmp30=length(u);
/ I& j/ i& L' L$ q - for j=1:tmp30
& I; k( R( {- `8 j6 X - tmp00=feval(ObjFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));' p7 `1 z9 ^, l) N+ h: y
- tmp40=feval(TransFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));
& L5 J3 r2 o+ G - tmp50=x(:,ii+1)-tmp40;/ \ _8 i& H9 `1 L2 m5 d
- tmp60=find(tmp50==0);\" v! ?1 Z. w, N
- if ~isempty(tmp60),
2 c. R1 u0 q: y. o0 {9 {9 {\" G - tmp00=tmp00+f_opt(tmp60(1),ii+1);
8 q: ]0 s; }2 j! H% Q2 s) ] - if tmp00<=t_vubm(i,ii)# E+ Q4 o! |: F8 i9 J
- f_opt(i,ii)=tmp00;d_opt(i,ii)=u(j);
# j z\" q# I# a; G( ~1 m- Q - t_vubm(i,ii)=tmp00;
7 H5 y! D* e+ H, p7 [ - end;end;end;end;end;# Z! m$ d2 Y- x8 H3 I# z
- fval=f_opt(tmp1,1);& @5 J- C$ R- A
- % 记录最优决策、最优轨线和相应指标函数值
& U: o0 T }- \ - p_opt=[];tmpx=[];tmpd=[];tmpf=[];
2 F1 l/ f ~# v( G& w+ c5 S - tmp0=find(x_isnan(:,1));tmp01=length(tmp0);
* l) i+ O8 z4 O6 p - for i=1:tmp01,
( @! R+ Y: C! \6 ~( W% V: G - tmpd(i)=d_opt(tmp0(i),1);
' @6 |$ J- P6 J( v) A a1 |4 Q9 { - tmpx(i)=x(tmp0(i),1);
. c& b3 x5 o* r+ l - tmpf(i)=feval(ObjFun,1,tmpx(i),tmpd(i));
7 q D5 u# [6 j - p_opt(k*(i-1)+1,[1,2,3,4])=[1,tmpx(i),...
' N. F6 ]- E\" ^! X - tmpd(i),tmpf(i)];
) X1 I5 H$ V9 X0 x/ h0 f\" T) ? - for ii=2:k
( Z\" A& w6 [2 I7 W/ { - tmpx(i)=feval(TransFun,ii-1,tmpx(i),tmpd(i));
, S. f) H$ t+ K: M% u2 B4 _( O - tmp1=x(:,ii)-tmpx(i);tmp2=find(tmp1==0);6 q' L( @+ M0 A9 d# T! k, [4 h
- if ~isempty(tmp2) ^' q$ |7 G) B& P- a5 v! Y
- tmpd(i)=d_opt(tmp2(1),ii);
. }4 M- F! U\" d9 {: J - end;
4 N ?. B5 M! M3 o\" P: ? - tmpf(i)=feval(ObjFun,ii,tmpx(i),tmpd(i));
$ k& Y2 t, c$ ^' r) g1 v - p_opt(k*(i-1)+ii,[1,2,3,4])=[ii,tmpx(i),...
, r- j, ]- d9 |; O3 j - tmpd(i),tmpf(i)];
U1 c+ g7 Y1 S$ f q8 s - end;end;
8 E' L) \. U3 v9 D r
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