Рассмотрим задачу оптимального управления в двухсекторной экономике, с моделью изменения капитала в виде системы двух дифференциальных уравнений
(36)
с начальным значением капитала
(37)
и соответствующими производственными функциями. Эти уравнения могут описывать производство средств производства и производство предметов потребления с перекачкой дохода из сектора в сектор с коэффициентами , капитализации дохода в каждом секторе с коэффициентами и выбытия капитала с коэффициентами . В качестве управления рассмотрим вектор трудозатрат L и критерий оптимальности суммарные трудозатраты на интервале развития экономики [0,T]
. (38)
Гамильтониан примет вид
(39)
Условия максимума гамильтониана сводятся к равенству нулю частных производных
(40)
Решение этих уравнений дает следующее выражение для максимизирующего вектора управления при производственных функциях Кобба-Дугласа:
(41)
Уравнения для сопряженных переменных определятся из условия :
(42)
Решение краевой задачи (40), (42) с использованием (41) для исключения переменных L определит оптимальную траекторию для прямых и сопряженных переменных, а через них и оптимальное управление через уравнение (41). В этой задаче необходимо задать четыре константы для выделения единственного решения. Начальные условия (31) дают только две константы. В задаче с фиксированными концами задаются еще два условия на значения капитала в конце периода.
Программа для решения этой задачи приведена в следующем документе MATHCAD (док. Д.30).
Для сравнения далее приводятся результаты решения этой же задачи для несвязанных секторов экономики в этом случае коэффициент (док. Д31).
Если в задаче требуется не фиксированное значение капитала в конце периода , а, например, определенное соотношение между капиталом в секторах, задаваемое функцией
, (44)
то два начальных условия (37) и условие связи (42) не позволяют решить краевую задачу. Недостающую связь обеспечивают условия трансверсальности, требующие ортогональности вектора сопряженных переменных в конечный момент времени р(Т) к касательной плоскости условия (44).
Уравнение касательной (размерность плоскости 1) в точке
. (45)
В конечный момент времени касательная наклонена под углом , скалярное произведение двух векторов р (Т) и касательного вектора с компонентами должно равняться нулю, отсюда имеем недостающее условие
. (46)
Решение задачи с подвижным правым концом для зависимости приведено в следующем документе MATHCAD (док. Д 32).
Достарыңызбен бөлісу: |