We propose a novel numerical method for high dimensional Hamilton--Jacobi--Bellman (HJB) type elliptic partial differential equations (PDEs). The HJB PDEs, reformulated as optimal control problems, are tackled by the actor-critic framework inspired by reinforcement learning, based on neural network parametrization of the value and control functions. Within the actor-critic framework, we employ a policy gradient approach to improve the control, while for the value function, we derive a variance reduced least-squares temporal difference method using stochastic calculus. To numerically discretize the stochastic control problem, we employ an adaptive step size scheme to improve the accuracy near the domain boundary. Numerical examples up to $20$ spatial dimensions including the linear quadratic regulators, the stochastic Van der Pol oscillators, the diffusive Eikonal equations, and fully nonlinear elliptic PDEs derived from a regulator problem are presented to validate the effectiveness of our proposed method.


翻译:我们为高维的汉密尔顿-Jacobi-Bellman(HJB) 等离子部分差异方程式(PDEs) 提出了一个新的数字方法。HJB PDE(HJB) 被重订为最佳控制问题,由基于数值和控制功能神经网络超光化的强化学习启发的行为者-critic 框架处理。在行为者-critic 框架内,我们采用政策梯度方法改进控制,而对于数值函数,我们使用随机微积分的微积分计算法得出了最小平方差时间差异。为了从数字上将微分控制问题分解,我们采用了一个适应性步骤大小计划,以提高接近域边界的准确性。提出了高达20美元的空间维度的例子,包括线形二次调节器、电离子方程式、diffusive Eikonal等方程式,以及调控器问题产生的完全非线性精度的精度精度精度PDES,以验证我们拟议方法的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
159+阅读 · 2020年6月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
力荐! Xavier Bresson的GNN在线讲座1-6
图与推荐
0+阅读 · 2021年12月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月4日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
最新《自监督表示学习》报告,70页ppt
专知会员服务
85+阅读 · 2020年12月22日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
159+阅读 · 2020年6月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
力荐! Xavier Bresson的GNN在线讲座1-6
图与推荐
0+阅读 · 2021年12月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员