Non-Lipschitz points and the SBV regularity of the minimum time function
本文研究了最小时间函数$T$在能控性条件下的奇异集的Hausdorff维数,该条件不隐含$T$的Lipschitz连续性.我们首先考虑$\mathbb{R}^N$中常系数正常线性控制系统的情况。我们的特点点周围的$T$不是Lipschitz的那些可以达到从原点的最佳轨迹(反向动力学)与消失最小化的哈密顿。线性允许这样的集合的显式表示,我们称之为$\mathcal{S}$。进一步证明了$\mathcal{S}$是$\mathcal{H}^{N-1}$ -可求正$\mathcal{H}^{N-1}$ -测度的.其次,我们考虑了一类满足二阶可控性条件的控制仿射\textit{planar}非线性系统:我们以类似的方式在原点的邻域内刻画了集合$\mathcal{S}$,证明了$\mathcal{S}$的$\mathcal{H}^1$ -可求正性,并且证明了$\mathcal{H}^1(\mathcal{S})>0$。在这两种情况下,已知$T$具有正到达的epigraph,因此是局部$BV$函数(参见\cite{CMW,GK})。由于$DT$的Cantor部分必须集中在$\mathcal{S}$中,我们的分析得出$T$是$SBV$,即,$DT$的康托部分消失了。我们的结果还意味着$T$是局部的类$\mathcal{C}^{1,1}$以外的$\mathcal{H}^{N-1}$ -可求长集。通…
2012-11-29 math.OC
Construction of the Minimum Time Function for Linear Systems Via Higher-Order Set-Valued Methods
介绍了一种基于可达集近似和利用凸紧集算术运算计算控制问题近似最小时间函数的方法。特别是,在本文中所提出的方法的理论理由是限制到一类线性控制系统。利用连续时间可达集的Hausdorff距离,给出了全离散可达集的误差估计.给出了求解相应的离散集值问题的详细过程.在标准假设下,借助于凸分析和真最小时间函数的正则性知识,我们估计了它的逼近误差。线性控制问题的可达集的高阶离散化可以平衡丢失的规律性(例如,Holder连续性)的最小时间函数的平滑问题。为了说明的误差估计,并证明差异,其他数值方法,我们提供了一个集合的数值例子,要么允许高阶收敛相对于时间离散化或连续性的最小时间函数不能充分授予,即,我们研究了最小时间函数是Holder连续的甚至是不连续的情况。
2018-05-04 math.OC
On the Regularity of Optimal Dynamic Blocking Strategies
本文研究了一个基于最优火力约束模型的动态阻塞问题。虽然火势可以以单位速度向各个方向蔓延,但屏障是实时构建的。寻求最优策略,使燃烧区域的总价值加上建造成本最小化。众所周知,最佳壁垒是存在的。一般来说,它们是紧致的、连通的、可求长的集合的可数并。本文的主要结果表明,最佳壁垒无处密集。证明依赖于新的估计的可达集和最佳的火灾轨迹,解决了最小的时间问题的存在障碍。
2020-12-01 math.AP math.CA math.OC
Comments and extensions on "State-equivalent form and minimum-order compensator design for rectangular descriptor systems"
本文通过反例指出Geng等人提出的MOC等价条件仅为充分非必要,给出了修正条件,并证明输出反馈可替代MOC在不增加维数下实现广义正则、无脉冲且稳定的闭环设计。
2025-03-05 cs.NA math.NA math.OC
Convergence and Error Estimates of A Semi-Lagrangian scheme for the Minimum Time Problem
该研究针对最小时间问题的半拉格朗日格式,分别通过确定性和随机最优控制解释推导时间离散及全离散的1阶收敛率,拓展至状态约束问题并用于分析快速行进法的收敛性与复杂度。
2024-07-09 math.OC
Construction of the Minimum Time Function Via Reachable Sets of Linear Control Systems. Part I: Error Estimates
本文的第一部分介绍了一种基于可达集逼近和凸紧集算术运算的计算控制问题近似最小时间函数的方法。特别是,在本文中所提出的方法的理论理由是限制到一类线性控制系统。利用连续时间可达集的Hausdorff距离,给出了全离散可达集的误差估计.给出了求解相应的离散集值问题的详细过程.在标准假设下,借助于凸分析和真最小时间函数的正则性知识,我们估计了它的逼近误差。第二部分给出了数值算例。
2015-12-31 math.DS math.OC
Existence and Regularity of Optimal Shapes for Elliptic Operators with Drift
本文研究具有Dirichlet边界条件的漂移椭圆算子L = -- $Δ$ +V(x)\cdot \nabla的第一特征值的形状优化问题,其中V是有界向量场.首先证明了有界拟开集$Ω$的主特征值PDMATHABMP_1($Ω$,V)的存在性,它具有与开集类似的性质.然后,给定m > 0和$τ$ $\ge$ 0,我们证明了以下非变分问题min $λ$ \_1($Ω$,V)的最小值:$Ω$ $\subset$ D拟开,|$Ω$| $\le$ m,|V| \_{ \infty } $\le$ $τ$。其中D $\subset$ R^d是有界开集。当V是固定的,以及当V之间的所有向量场,这是一个Lipschitz函数的梯度变化,也证明了存在性。本文的第二个兴趣和主要结果是求解极小化问题min PDMATHABMP_1($Ω$,$Φ$)的最优形状$Ω$ * 的正则性:$Ω$ $\subset$ D拟开,|$Ω$| $\le$ m,其中$Φ$是D上的给定Lipschitz函数。证明了拓扑边界$\partial$ $Ω$ * 是由一个正则部分和一个奇异部分组成的,正则部分是C ^{1,$α$ }函数的局部图,奇异部分是空的,如果d < d *,则是离散的,如果d > d *,则是局部有限的H^{d--d *} Hausdorff测度,其中d * $\in$ {5,6,7}是具有奇异性的单相自由边界…
2019-05-16 math.AP math.OC
Time-Inconsistent Singular Control Problems with a Running Minimum Process
Tsinghua University(清华大学);Renmin University of China(中国人民大学)
本文提出一个包含运行最小值的时间不一致且路径依赖的奇异控制框架,通过验证定理刻画平衡,并利用分红问题证明平衡存在性,解释分红平滑与疤痕效应。
2026-06-01 math.OC
Semiconcavity for the minimum time problem in presence of time delay effects
针对含时间延迟$τ$的最小时间问题,证明其值函数(定义在Banach空间$C([-τ,0];\mathbb{R}^{n})$子集上)在可达集的适当子集上具有半凹性。
2024-10-24 math.OC
On Partial Smoothness, Tilt Stability and the $\mathcal{VU}$--Decomposition
在正则性和存在倾斜稳定的局部极小值的假设下,我们证明了一个类似于$\mathcal{VU}$的分解导致了一个光滑流形的存在,在该流形上,所讨论的函数与一个光滑函数局部重合.
2017-04-06 math.OC
Structural stability for bang--singular--bang extremals in the minimum time problem
本文研究了不动点间极小时间问题中bang-奇异-bang极值的结构稳定性。动力学是单输入和控制仿射。在标称问题($r = 0$)上,我们假设沿奇异弧的适当二阶变分的连续性以及bang弧和结点的正则性,从而得到了bang-奇异-bang极值轨线的严格强局部最优性.此外,在经典的研究经常的情况下,我们假设一个合适的可控性的财产,这授予的唯一性的伴随共向量。在这些假设下,我们证明,对于任何足够小的$r$,有一个bang-singular-bang极值轨迹,这是一个严格的强局部优化的$r$ -问题。同时也得到了标称极值对的图在邻域内的唯一性结果。通过最优控制的Hamilton方法和利用隐函数定理证明了结果,从而也可以进行灵敏度分析。
2013-05-13 math.OC
Exterior sphere condition and time optimal control for differential inclusions
光滑控制系统的最小时间函数$T(\cdot)$在满足Petrov能控性条件的条件下是局部可收敛的。此外,这种规律性在内球假设下也适用于目标的边界。我们将这种分析推广到微分包含,取代上述假设与目标附近的连续性$T(\cdot)$,和一个内球属性的多功能与动力学。在这样的一个削弱设置,我们证明了的hypograph的$T(\cdot)$满足,局部,外球面条件。众所周知,这个几何性质确保了大多数正则性结果,这些结果适用于非线性函数,而不需要假设$T(\cdot)$是Lipschitz。
2011-10-06 math.OC
On the Minimum Pair Approach for Average-Cost Markov Decision Processes with Countable Discrete Action Spaces and Strictly Unbounded Costs
我们考虑平均成本马尔可夫决策过程(MDPs)与Borel状态空间,可数,离散的行动空间,严格无界的一阶段成本。对于最小对的方法,我们引入了一个新的优化条件的状态转移随机核,在MDP模型上通常需要的连续性条件的地方。我们将这个优控制条件与Lusin定理相结合,证明了一个稳定的最小值对的存在性,即,一个平稳策略与不变的概率测度配对诱导的状态空间,与属性,该对达到最小的长期平均成本在所有的政策和初始分布。我们还建立了平稳最小值对的其他最优性性质,并且对于这样的对中的平稳策略,在额外的递归或正则性条件下,我们证明了它的路径最优性和强最优性。我们的结果可以应用到一类可数行动空间MDP的动态和一阶段的成本是不连续的状态变量。
2020-01-06 math.OC
Towards the theory of strong minimum. A view from variational analysis
本文中讨论的最优控制必要条件理论的方法的关键要素是将原始约束问题减少到无约束极小化,随后应用适当的局部分析机制来表征减少后出现的(必然非光滑的)泛函的极小值。在获得必要条件的关键步骤中使用无约束极小化无疑有利于新现象的研究,并允许对已知结果进行更透明和技术上更简单的证明。本文对具有状态约束的非光滑最优控制问题(标准Pontryagin形式)的最大值原理给出了一个新的证明,并在此基础上证明了一个新的二阶强极小值条件,该条件是数据关于状态变量和控制变量可微的。变分分析的作用是双重的。在概念上,约简背后的主要考虑与度量正则性和Ekeland原理有关。另一方面,从技术上讲,计算在约化之后出现的泛函的分量的次微分是证明的重要部分。
2019-06-25 math.OC
Continuity and Boundedness of Minimum-Norm CBF-Safe Controllers
本文研究最小范数CBF安全控制器的正则性,刻画其不连续点集仅依赖安全集,给出控制器有界/无界的充分条件,为连续安全反馈控制器设计提供基础。
2023-06-12 cs.SY eess.SY math.OC
Explicit Time-Optimal Speed Profiles for Planar Paths with Monotone Curvature
本文针对具有单调曲率的平面路径,在速度和加速度约束下构建了显式且精确的最短时间速度分布,严格证明了其全局最优性,并支持多种边界速度条件。
2023-05-19 cs.SY eess.SY math.OC
Mean field game model for human capital accumulation under budget constraints
Université Paris–Panthéon–Assas(巴黎先贤祠-阿萨斯大学)
该研究构建预算约束下人力资本积累的平均场博弈模型,将个体最短时间问题转化为状态约束最优控制问题,通过不动点定理证明有限时间范围内至少存在一个均衡。
2026-08-26 math.OC
Optimal rotation control for a qubit subject to continuous measurement
Australian National University(澳大利亚国立大学);University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);Center for Quantum Information and Control University of New Mexico(新墨西哥大学量子信息与控制中心)
针对连续监测的量子比特,研究从初始纯态旋转到正交态的最小时间最优控制策略,通过粘性解理论处理非光滑代价函数,并给出从混合态制备任意纯态的时间最优控制界。
2012-11-23 cs.SY eess.SY math.OC