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全耦合 McKean-Vlasov 正倒向随机微分方程的后验误差估计

数值分析 2023-06-08 v3 数值分析 最优化与控制

摘要

全耦合 McKean-Vlasov 正倒向随机微分方程(MV-FBSDE)自然产生于大群体优化问题。判断 MV-FBSDE 给定数值解的质量通常较为困难,因为其通常需要 Picard 迭代和嵌套条件期望的近似。本文提出一种后验误差估计子,用于量化时间网格上任意生成近似的 L2L^2 近似误差。我们建立了该误差估计子与给定数值解和前向 Euler 离散化 MV-FBSDE 解之间的全局近似误差的等价性。分析中的一个关键且具有挑战性的步骤是证明该 Euler 近似对 MV-FBSDE 的稳定性,这具有独立的意义。我们进一步证明,对于足够细的时间网格,求解连续 MV-FBSDE 的数值解的精度也可由该误差估计子度量。误差估计证明了基于残差的算法用于求解 MV-FBSDE 的合理性。由平均场控制和博弈产生的 MV-FBSDE 的数值实验证实了该误差估计子的有效性和实际适用性。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.07731,
  title  = {A posteriori error estimates for fully coupled McKean-Vlasov forward-backward SDEs},
  author = {Christoph Reisinger and Wolfgang Stockinger and Yufei Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07731},
  year   = {2023}
}

备注

The effectiveness of the error estimator is demonstrated in high-dimensional and nonlinear examples