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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)
/ c3 r! g5 F+ S9 T9 T - % [p_opt,fval]=dynprog(x,DecisFun,ObjFun,TransFun)
, [* j9 p2 M7 y7 [( s' l1 @& q - % 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* k0 _% i; J- \' j. w2 U
- % 计算程序。x是状态变量,一列代表一个阶段状态;M-函数
( g6 X( R4 ^ i - % DecisFun(k,x)由阶段k的状态变量x求出相应的允许决策变量;
3 G) t) E% d8 z\" F& R( T - % M-函数ObjFun(k,x,u)是阶段指标函数,M-函数TransFun(k,x,u)6 d' T p, L: J2 q$ o! p4 A: `$ H
- % 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;
9 D$ E1 ^7 F8 Y\" }* s; A - % 输出p_opt由4列构成,p_opt=[序号组;最优策略组;最优轨线组;
a; w7 E/ Y+ j - % 指标函数值组];fval是一个列向量,各元素分别表示p_opt各/ M3 F$ i3 U: A0 k8 s
- % 最优策略组对应始端状态x的最优函数值;) F2 C5 ]2 C0 k8 r
- %) v7 x) O: M9 i\" F$ |5 _9 B8 j! U
- %例(参看胡良剑等编《数学实验--使用MATLAB》P180
3 L% w2 H6 U. T0 p/ u+ ? - %先写3个函数
A3 h# F8 C+ @0 g* `+ D - % eg13f1_2.m
7 |, c0 q0 h* J9 b6 i+ e8 d - % function u=DecisF_1(k,x)
, g: `4 T1 ^) ~* B }0 K\" e - % 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# |+ I1 }0 Q3 H: U+ ]
- % c=[70,72,80,76];q=10*[6,7,12,6];: ^0 |6 _& t9 S3 }+ p7 L
- % if q(k)-x<0,u=0:100; %决策变量不能取为负值
; q! S J3 o# v$ S - % else,u=q(k)-x:100;end; %产量满足需求且不超过100/ l0 v3 z% y3 @: H1 C
- % u=u(:);
' D$ ^' y+ o( f1 g3 q - % eg13f2_2.m
* E/ q( I, B! p0 p2 F - % function v=ObjF_1(k,x,u)
6 L; h0 f& v2 J% l3 a - % 阶段k的指标函数\" `4 h3 Z Z) m0 z1 `, ?) ?
- % c=[70,72,80,76];v=c(k)*u+2*x;/ _( X0 o& k. T\" y! A$ b% {
- % eg13f3_2.m
6 C/ a6 p, T# C4 F8 e - % function y=TransF_1(k,x,u)8 r9 L, _/ [+ X. e- P. m, @& o
- % 状态转移方程
! h: L. l; ~& x% ~ - % q=10*[6,7,12,6];y=x+u-q(k);
+ O6 N- N1 B3 p, Y9 b6 K) x - %调用DynProg.m计算如下:
, x/ \! g\" x5 n2 S - % clear;x=nan*ones(14,4);% x是10的倍数,最大范围0≤x≤130,- q+ P: Q7 I: G; x
- % %因此x=0,1,...13,所以x初始化取14行,nan表示无意义元素# d* S) F! h0 ^9 P0 ]
- % x(1:7,1)=10*(0:6)'; % 按月定义x的可能取值
[/ u, K U0 F. S& r - % x(1:11,2)=10*(0:10)';x(1:12,3)=10*(2:13)';\" z0 ]0 }3 \$ \7 Y8 ~& e; u- p
- % x(1:7,4)=10*(0:6)';$ m: R3 {8 i* `3 Z' S3 ]
- % [p,f]=dynprog(x,'eg13f1_2','eg13f2_2','eg13f3_2')8 S1 m, b4 ~8 D' Z6 Y$ R( h
- - D1 w: D& A9 K- a* t
- % By X.D. Ding June 2000# _\" ^' w/ m1 {# ]% q/ \* O; p! l9 D$ p
- / m5 X: t( F/ Z% ?
- k=length(x(1,:));f_opt=nan*ones(size(x));d_opt=f_opt;
5 \6 C+ K- W9 ^! c, `6 M( Y4 k - t_vubm=inf*ones(size(x));x_isnan=~isnan(x);t_vub=inf;3 x e+ `$ H& o; y7 ^
- % 计算终端相关值. p! f3 M/ p8 v; e1 ~
- tmp1=find(x_isnan(:,k));tmp2=length(tmp1);
( u7 ~4 d& _+ |( E - for i=1:tmp2
. N0 ^4 h, {! n ?; n7 H - u=feval(DecisFun,k,x(i,k));tmp3=length(u);- d; z- o\" h# f/ e. M- s
- for j=1:tmp3
1 [( m% c# t\" d. H e6 Z2 a5 s - tmp=feval(ObjFun,k,x(tmp1(i),k),u(j));
% s( f1 X2 x D. W - if tmp<=t_vub,
4 L/ V- ]. i- I9 {! [ - f_opt(i,k)=tmp;d_opt(i,k)=u(j);t_vub=tmp;
\" J- f5 [2 H7 Q\" ?) b; R - end;end;end
% q/ O! b. P) `9 v - % 逆推计算各阶段的递归调用程序
& J* t/ }, L0 _ - for ii=k-1:-1:1
( n+ I7 r! o0 L, C - tmp10=find(x_isnan(:,ii));tmp20=length(tmp10);: o. I/ b7 _\" B! k- R0 J; o/ r
- for i=1:tmp20, d4 }% ~: ^$ _
- u=feval(DecisFun,ii,x(i,ii));tmp30=length(u);
, m\" y3 [ H6 K* t/ J) ~+ B4 f - for j=1:tmp30
/ ~; ^0 t. K m# } - tmp00=feval(ObjFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));2 |& e- P& n5 s3 l
- tmp40=feval(TransFun,ii,x(tmp10(i),ii),u(j));
7 C/ ]4 T0 H, S4 V& C - tmp50=x(:,ii+1)-tmp40;
$ B+ O, R$ o# s9 ^9 Q7 M% Y - tmp60=find(tmp50==0);8 M3 \2 f$ _\" b8 J) j
- if ~isempty(tmp60),\" \, X7 r3 a4 B$ S\" B
- tmp00=tmp00+f_opt(tmp60(1),ii+1);
% V! _0 M0 `$ L, ]$ V3 c - if tmp00<=t_vubm(i,ii)
, y# ~% ^! v2 n# W' Y2 W! e x - f_opt(i,ii)=tmp00;d_opt(i,ii)=u(j);6 D. _- O% A\" n; m3 z
- t_vubm(i,ii)=tmp00;8 B: g4 j) a7 `2 R; w7 t% @- P B
- end;end;end;end;end;0 c; R$ I8 U; U6 N
- fval=f_opt(tmp1,1); O/ s J\" k! O) v\" L( _( D
- % 记录最优决策、最优轨线和相应指标函数值
7 G5 _2 j7 v( T - p_opt=[];tmpx=[];tmpd=[];tmpf=[];
& o' ~# m1 F2 H4 a' _ - tmp0=find(x_isnan(:,1));tmp01=length(tmp0);
4 N0 i' Z1 ?; S z. P3 l( | - for i=1:tmp01,
7 d4 a. n% p& E- j8 t O) \+ s - tmpd(i)=d_opt(tmp0(i),1);
8 f+ e# t: X* k z X# _/ C0 ?- A - tmpx(i)=x(tmp0(i),1);% q% |9 C0 f5 f! k2 D
- tmpf(i)=feval(ObjFun,1,tmpx(i),tmpd(i));9 G- f, ~$ I8 G7 _
- p_opt(k*(i-1)+1,[1,2,3,4])=[1,tmpx(i),...
- h- x: ]. u( p8 P; z, u$ Y' d - tmpd(i),tmpf(i)];
0 N. _7 o5 \* Q! C2 k6 d - for ii=2:k
# X9 q! T; A3 e& ]: X0 V, p - tmpx(i)=feval(TransFun,ii-1,tmpx(i),tmpd(i));
# k9 M% F/ g/ I# |( h5 { - tmp1=x(:,ii)-tmpx(i);tmp2=find(tmp1==0);
( d# h+ M |: o# ^7 L! V - if ~isempty(tmp2)' W: v; s6 W& _# b) s
- tmpd(i)=d_opt(tmp2(1),ii);. \' ]) [' v5 _: X% B\" q/ K
- end;: D4 F+ d& s3 J9 p! K- v# C
- tmpf(i)=feval(ObjFun,ii,tmpx(i),tmpd(i));1 }7 q/ `- w1 e+ U9 O
- p_opt(k*(i-1)+ii,[1,2,3,4])=[ii,tmpx(i),...* O/ n' m1 m. J8 M, [# z+ O/ w9 _ K
- tmpd(i),tmpf(i)];
' s- ]5 P# x\" R7 ]8 K - end;end;
5 ?) c; \. P1 a( A8 y+ ^, ^
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