吴受章讲授:多段决策与动态系统递推关系的最优控制提纲

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多段决策过程在最优控制理论中起着关键作用,它涉及到动态系统的发展和决策策略的选择。动态系统的递推关系图是理解这一过程的基础,如图6-1所示,它展示了系统状态随时间变化的规律,以及如何通过控制输入来影响这些变化。在多段决策过程中,目标函数通常是加性可分的形式,这意味着决策者需要在每个阶段独立考虑目标,但整体上寻求一个综合的最佳解决方案。 最优控制的目标是寻找一个控制策略,使得系统的行为在满足特定约束条件下达到全局或局部最优。在这个背景下,吴受章编著的《最优控制理论与应用》提供了一个详细的讲解框架。教材强调了从经典的反馈控制到现代最优控制的转变,反映了控制工程领域的发展历程,包括从简单的输入输出控制(SISO)到多输入多输出(MIMO)的升级,以及从手算和模拟器件到计算机优化和数字器件的革新。 在讲解过程中,变分法是一个核心概念,它是寻找最优控制策略的重要数学工具。变分法通过寻找目标泛函(如系统的性能指标)的极值点来指导控制策略的设计。章节1-1至1-4分别介绍了泛函的定义、弧长、函数空间中的距离、局部极值和全局极值的概念,以及如何通过变分法推导出寻找极值的数学方法,例如从式(1-1)到式(1-6)的过程。 值得注意的是,教学实践中,教师可以根据自己的习惯和风格调整讲授提纲,既可以参考教材和提纲,也可以根据课程需求和个人理解添加相关内容。授课形式多样,可能包括40学时的完整讲解、压缩课时与大作业结合、以及研究文献报告等,因此,编写统一的讲稿并不实用,教师应该灵活调整教学计划。 多段决策过程中的最优控制是一个系统化且不断发展的学科,涉及理论分析和实际应用的结合,通过理解和掌握变分法和递推关系图,可以帮助决策者在复杂动态环境中找到最有效的控制策略。