Estudio comparativo de esquemas de filtrado de cadena de Markov para la estabilización de sistemas estocásticos bajo información incompleta
Autores: Bosov, Alexey; Borisov, Andrey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio comparativo de esquemas de filtrado de cadena de Markov para la estabilización de sistemas estocásticos bajo información incompleta
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estocástico
Perturbaciones
Cadena de Markov
Estabilización
Filtrado
Esquemas numéricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de la investigación es un sistema diferencial estocástico lineal controlable afectado por algunas perturbaciones externas estadísticamente inciertas y continuas por partes. Son directamente no observables pero se asume que son una cadena de Markov en tiempo continuo. El problema es estabilizar la salida del sistema con respecto a un criterio de optimalidad cuadrático. Como se sabe, el teorema de separación se cumple para el sistema. El objetivo del artículo es analizar el rendimiento de varios esquemas numéricos aplicados a la filtración de la entrada de Markov externa para fines de estabilización del sistema. El artículo presenta brevemente la solución teórica al problema considerado de estabilización óptima para sistemas con perturbaciones externas de salto de Markov: las condiciones que proporcionan el teorema de separación, las ecuaciones de control óptimo y las que definen el filtro de Wonham. También contiene un conjunto de aproximaciones numéricas estables del filtro, diseñadas para las observaciones discretizadas en el tiempo, junto con sus características de precisión. Las aproximaciones de órdenes 1 y 2, junto con el esquema clásico de Euler-Maruyama, son elegidos para la comparación de la realización numérica del filtro de Wonham. Las estimaciones de filtrado se utilizan en la estabilización práctica de varios sistemas lineales de segundo orden. Los experimentos numéricos confirman la influencia significativa de la precisión del filtrado en el rendimiento de estabilización y la superioridad de los esquemas estables propuestos de filtrado numérico.
Descripción
El objetivo de la investigación es un sistema diferencial estocástico lineal controlable afectado por algunas perturbaciones externas estadísticamente inciertas y continuas por partes. Son directamente no observables pero se asume que son una cadena de Markov en tiempo continuo. El problema es estabilizar la salida del sistema con respecto a un criterio de optimalidad cuadrático. Como se sabe, el teorema de separación se cumple para el sistema. El objetivo del artículo es analizar el rendimiento de varios esquemas numéricos aplicados a la filtración de la entrada de Markov externa para fines de estabilización del sistema. El artículo presenta brevemente la solución teórica al problema considerado de estabilización óptima para sistemas con perturbaciones externas de salto de Markov: las condiciones que proporcionan el teorema de separación, las ecuaciones de control óptimo y las que definen el filtro de Wonham. También contiene un conjunto de aproximaciones numéricas estables del filtro, diseñadas para las observaciones discretizadas en el tiempo, junto con sus características de precisión. Las aproximaciones de órdenes 1 y 2, junto con el esquema clásico de Euler-Maruyama, son elegidos para la comparación de la realización numérica del filtro de Wonham. Las estimaciones de filtrado se utilizan en la estabilización práctica de varios sistemas lineales de segundo orden. Los experimentos numéricos confirman la influencia significativa de la precisión del filtrado en el rendimiento de estabilización y la superioridad de los esquemas estables propuestos de filtrado numérico.