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数学建模
;动态规划是解决多阶段决策过程最优化的一种方法。
该方法是由美国数学家贝尔曼(R.E.Bellman)等人在20世纪50年代初提出的。他们针对多阶段决策问题的特点,提出了解决这类问题的“最优化原理”,并成功地解决了生产管理、工程技术等方面的许多问题,从而建立了运筹学的一个新的分支,即动态规划。
Bellman在1957年出版了《DynamicProgramming》一书,是动态规划领域中的第一本著作。;动态规划问题及实例;一、多阶段决策过程
多阶段决策过程是指这样一类特殊的活动过程,他们可以按时间顺序分解成若干相互联系的阶段,在每个阶段都要做出决策,全部过程的决策是一个决策序列,所以多阶段决策过程也称为序贯决策过程。这种问题就称为多阶段决策问题。
;三、具体实例
1、最短路线问题;2、生产与存储问题:;动态规划的基本概念与原理;一、基本概念;A;决策:是指从某阶段的某个状态出发,在若干个不同方案中;状态转移方程:是从上一阶段的某一状态值转变为下一阶段
某一状态值的转移规律,用;指标函数:阶段指标函数和过程指标函数。阶段指标函数;其中opt可根据具体情况取max或min。;最优性原理:最优策略的子策略必为最优。不管过去的状态;动态规划应用举例;状态变量:各路线的位置;逆序递推方程:;A;A;这说明由D2到F的最短距离为5,其路径为;A;(3)k=3时,状态;A;即由C3到F的最短距离为8,相应的决策为;A;即由B2到F的最短距离为15,相应的决策为;A;所以最优路线为:;顺序递推方程:;A;K=2时;K=3时;A;最优策略:;最短路径:;例2资源分配问题(离散型);解:把对四个工厂的投资依次看成4个阶段的决策过程,;状态转移方程:;工厂1;工厂1;自然问:现在还有多少钱?即=?;时,;;(2)k=3时到第三个工厂投资时,可利用的资金还有,;仅举一例:;;所有情况讨论结果汇总成下表:;(3)k=2时;投资额
(j)
工厂(i);;关于的其它取值情况及相应的最优决策列于下表;(4)k=1时,此时;投资额
(j)
工厂(i);;汇一表格:;;;;同理还有另外三个最优策略:;资源分配问题(连续型):设备负荷分配问题。;第1年;注:这里视,为连续变量。若=0.6表示有一辆卡
车在第k年度有60℅的时间处于完好状态。=0.7表示有
一辆卡车在第k年度有70℅时间在超负荷运输等等。;最优指标函数:第k年度初完好车辆数为时,采
用最优策略到第5年末所产生的最大利润。;此时;才能达到极大值。故有;4)k=2时;5)k=1时;时,由状态转移方程;第一年初:500辆车全部用于低负荷运输。
第二年初:还有450辆完好的车,也全部用于低负荷运输。
第三年初:还有405辆完好的车,全部用于超负荷运输。
第四年初:还有238.5辆完好的车,全部用于超负荷运输。
第五年初:还有198.45辆完好的车,全部用于超负荷运输。
到第五年末,即第六年初,还剩余138.15辆完好的车。
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