强化学习与最优控制:MIT教材草案

需积分: 10 0 下载量 132 浏览量 更新于2024-07-16 收藏 2.85MB PDF 举报
"这是一本由麻省理工学院(MIT)的Dimitri P. Bertsekas教授编写的关于机器学习和强化学习的教材草案,名为《Reinforcement Learning and Optimal Control》。该书主要关注在计算上难以精确解决的大规模、多阶段决策问题,这些问题理论上可以通过动态规划(DP)来解决,但实际操作中计算复杂度极高。书中讨论了依赖于近似方法来生成次优策略,以确保在性能上达到合理水平的解决方案。此教材尚在完善中,可能会有错误,且对文献引用不全。读者可以向作者提供反馈和建议,最后修订日期为2019年2月6日。该书的信息和订购可通过Athena Scientific出版社的官方网站获取。" 在《Reinforcement Learning and Optimal Control》一书中,Bertsekas教授深入探讨了强化学习和最优控制的理论与实践。强化学习是人工智能的一个关键领域,它涉及智能代理通过与环境的交互来学习最优行为策略。该书将强化学习与经典的动态规划理论相结合,动态规划是解决多步决策问题的一种强大工具,尤其是在理论上的最优解。 书中的主要内容可能包括以下几个方面: 1. 强化学习基础:介绍强化学习的基本概念,如状态、动作、奖励函数和马尔可夫决策过程(MDP)。 2. 动态规划理论:详细阐述动态规划的基本原理,包括贝尔曼方程和价值迭代、策略迭代等算法。 3. 近似方法:由于大规模问题的复杂性,书中会讨论如何使用近似动态编程(ADP)和函数逼近技术来求解近似最优策略。 4. 学习策略:涵盖Q-learning、SARSA等在线学习算法,以及深度强化学习(Deep RL)中使用的神经网络模型。 5. 实时决策问题:讨论在实际环境中,如何处理部分可观测性和不确定性,以及如何设计稳健的控制策略。 6. 最优控制理论:结合经典控制理论,如线性二次型最优控制(LQR)和Lyapunov稳定性分析,解释如何在动态系统中实现最优控制。 7. 应用案例:可能会包含来自实际领域的案例研究,如机器人控制、资源管理或游戏策略,以展示理论在实际问题中的应用。 8. 数值方法与算法:详细描述数值计算技巧和实现算法,以便读者能够理解和实现这些方法。 这本书对于想要深入理解强化学习和最优控制理论,以及在实际问题中应用这些理论的学者和工程师来说,是一份宝贵的资源。通过阅读和学习,读者可以掌握如何在无法精确求解的复杂问题中设计有效的智能决策策略。
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2025-04-10 上传
内容概要:本文详细介绍了水中有限长加肋圆柱壳体振动和声辐射的近似解析解,并提供了完整的Python实现。文中首先阐述了问题背景,即加肋圆柱壳体作为水下航行器的主要结构形式,肋骨的作用被简化为只有法向力。接着,通过一系列关键方程(如模态振动速度方程、壳体机械阻抗、特征矩阵元素等),推导出加肋圆柱壳体的振动和声辐射特性。Python代码部分实现了这些理论,包括定义`CylindricalShell`类来封装所有计算功能,如初始化参数、机械阻抗、辐射阻抗、肋骨阻抗、模态速度、辐射功率和辐射效率的计算。此外,还扩展了带刚性圆柱障板的圆柱壳体类`CylindricalShellWithBaffle`,并引入了集中力激励、简支边界条件和低频段计算的内容。最后,通过具体示例展示了如何创建壳体对象、设置参数、计算频率响应以及绘制结果图表,验证了加肋对辐射声功率和声辐射效率的影响。 适合人群:具备一定编程基础和声学基础知识的研究人员、工程师,特别是从事水下声学、船舶工程和振动分析领域的专业人员。 使用场景及目标:①通过代码实现和理论推导,深入理解加肋圆柱壳体的振动和声辐射特性;②分析肋骨对壳体声学性能的影响,优化结构设计;③利用Python代码进行数值模拟,评估不同参数配置下的声辐射效率和功率;④为实际工程项目提供理论支持和技术参考。 其他说明:本文不仅提供了详细的数学推导和Python代码实现,还讨论了实际应用中的注意事项,如参数调整、高频模态考虑、肋骨模型细化和数值稳定性处理。建议读者结合实际需求,灵活运用文中提供的理论和代码,进行更深入的研究和实践。
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