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    Necessary Condition for Near Optimal Control of Linear Forward-backward Stochastic Differential Equations

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    This paper investigates the near optimal control for a kind of linear stochastic control systems governed by the forward backward stochastic differential equations, where both the drift and diffusion terms are allowed to depend on controls and the control domain is not assumed to be convex. In the previous work (Theorem 3.1) of the second and third authors [\textit{% Automatica} \textbf{46} (2010) 397-404], some problem of near optimal control with the control dependent diffusion is addressed and our current paper can be viewed as some direct response to it. The necessary condition of the near-optimality is established within the framework of optimality variational principle developed by Yong [\textit{SIAM J. Control Optim.} \textbf{48} (2010) 4119--4156] and obtained by the convergence technique to treat the optimal control of FBSDEs in unbounded control domains by Wu [% \textit{Automatica} \textbf{49} (2013) 1473--1480]. Some new estimates are given here to handle the near optimality. In addition, an illustrating example is discussed as well.Comment: To appear in International Journal of Contro

    Controlled diffusion processes

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    This article gives an overview of the developments in controlled diffusion processes, emphasizing key results regarding existence of optimal controls and their characterization via dynamic programming for a variety of cost criteria and structural assumptions. Stochastic maximum principle and control under partial observations (equivalently, control of nonlinear filters) are also discussed. Several other related topics are briefly sketched.Comment: Published at http://dx.doi.org/10.1214/154957805100000131 in the Probability Surveys (http://www.i-journals.org/ps/) by the Institute of Mathematical Statistics (http://www.imstat.org

    Sur un problem de contrˆole optimal stochastique pour certain aspect des ®equations differentielles stochastiques de type mean-field et applications

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    Cette thĂšse de doctorat s’inscrit dans le cadre de l’analyse stochastique dont le thĂšme central est: les conditions necessaires et suffisantes sous forme du maximum stochastique de type champ moyen d’optimalite et de presque optimalite et ces applications. L’objectif de ce travail est d’etudier des problemes d’optimisation stochastique. Il s’agira ensuite de faire le point sur les conditions necessaires et suffisantes d’optimalite et de presque optimalite pour un system gouverne par des equations differentielles stochastiques de type champ moyen. Cette these s’articule autour de quaÂŹtre chapitres: Le chapitre 1 est essentiellement un rappel. La candidate prĂ©sente quelques concepts et rĂ©sultats qui lui permettent d’aborder son travail; tels que les processus stochastiques, l’esperance condition-nelle, les martingales, les formules d’Ito, les classes de contrĂŽle stochastique,... etc. Dans le deuxieme chapitre, on a etablie et on a prouve les conditions necessaires et suffisantes de presque optimalite d’order 3b5{ 3bb} verifiees par un contrĂŽle optimal stochastique, pour un system diffĂ©rentiel gouverne par des equations differentielles stochastiques EDSs. Le domaine de contrĂŽle stochastique est suppose convexe. La methode utilisee est basee sur le lemme d’Ekeland. Les rĂ©sultats obtenus dans le chapitre 2, sont tous nouveaux et font l’objet d’un premier article intitule : Boukaf Samira & Mokhtar Hafayed, & Ghebouli Messaoud: A study on optimal control problem with ex-error bound for stochastic systems with application to linear quadratic problem, International Journal of Dynamics and Control, Springer DOI: 10.1007/s40435-015-0178-x (2015). Dans le troisieme chapitre, on a demontrĂ© le principe du maximum stochastique de presque optimalite, oh le system est gouverne par des equations differentielles stochastiques progressive rĂ©trogrades avec saut (FBSDEs). Ces resultats ont ete appliques pour rĂ©soudre un probleme d’optimisation en finance. Ces resultats generalisent le principe du maximum de Zhou (SIAM. Control. Optim. (36)-3, 929-947 (1998)). Les resultats obtenus dans le chapitre 3 sont tous nouveaux et font l’objet d’un deuxieme article intitule: Mokhtar Hafayed, & Abdelmadjid Abba & Samira Boukaf: On Zhou’s maximumprinciple for near- optimal control of mean-field forward-backward stochastic systems with jumps and its applications International Journal of Modelling, Identification and Control. 25 (1), 1-16, (2016). De plus, et dans le chapitre 4, on a prouve un principe du maximum stochastique de type de Pontryagin pour des systems gouvernes par FBSDEs avec saut. Ces resultats ont ete etabli avec M. Hafayed, et M. Tabet, sous le titre : Mokhtar Hafayed, & Moufida Tabet & Samira Boukaf: Mean-field maximum principle for optimal control of forward-backward stochastic systems with jumps and its application to mean-variance portfolio problem, Communication in Mathematics and Statistics, Springer, Doi: 10.1007/s40304- 015-0054-1, Volume 3, Issue 2, pp 163-186 (2015). Dans le chapitre 5, on a aborde un problĂšme de contrĂŽle singulier, oĂč le problĂšme est d’établir des conditions necessaires et suffisantes d’optimalite pour un control singulier ou le system est gouverne par des equations differentielles stochastiques progressive retrograde de type McKean-Vlasov. Dans ces cas, le domaine de contrĂŽle admissible est suppose convexe. Les rĂ©sultats obtenus dans le chapitre 5 sont tous nouveaux et font l’objet d’un article intitule : Mokhtar Hafayed, & Samira Boukaf & Yan Shi, & Shahlar Meherrem.: A McKean-Vlasov optimal mixed regular-singular control problem, for nonlinear stochastic systems with Poisson jump pro-cesses, Neurocomputing. Doi 10.1016/j.neucom.2015.11.082, Volume 182,19, pages 133-144 (2016
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