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McKean-Vlasov 型随机递归最优控制:粘性解方法

最优化与控制 2024-07-09 v2

摘要

本文受 Carmona 和 Delarue(\emph{Ann Probab}, 2015, \cite{cd15})提出的由 FBSDE 解耦场导出的无穷维 Hamilton--Jacobi--Bellman(简称 HJB)方程研究的启发,通过动态规划原理(简称 DPP)研究一类 McKean--Vlasov 型正倒向随机微分方程(简称 FBSDE)的最优控制问题。起初,值函数由前述受控 BSDE 的解定义。一方面,我们可以证明值函数关于初始随机变量是确定性函数;另一方面,我们可以证明值函数具有\emph{律不变性},即仅通过其分布依赖(借助 BSDE 性质)。随后,利用 P.L. Lions \cite{Lions2012} 引入的关于概率测度的可微性概念,我们基于 BSDE 方法的应用,特别是采用与随机最优控制问题相关的随机\emph{后向半群}概念以及沿受控前向状态过程条件律流性质的 It\^{o} 公式,在概率测度的 Wasserstein 空间中建立了值函数的 DPP。我们证明了值函数是相应广义 HJB 方程在某可分 Hilbert 空间中的唯一粘性解。最后,作为应用,我们表述了在非线性期望(Peng \cite{Peng04} 引入的 gg-期望)下具有 McKean-Vlasov 型二次代价泛函的线性随机微分方程的最优控制问题,并通过若干组 Riccati 方程显式导出最优反馈控制。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.00983,
  title  = {Stochastic Recursive Optimal Control of McKean-Vlasov Type: A Viscosity Solution Approach},
  author = {Liangquan Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.00983},
  year   = {2024}
}

备注

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