黎卡提(Jacopo Riccati,1676-1754 年)方程,最早由意大利数学家黎卡提于 1724 年提出,是最简单的 1 阶非线性微分方程类型,一般形式为:






它是解决线性二次型最优控制问题(如线性二次型调节器 LQR)的关键工具。LQR 问题为找到一个反馈控制律,使得线性系统的状态变量和控制输入的二次型成本函数最小化。这个过程中,需要求解一个黎卡提方程来得到最优控制增益矩阵 K。特别,对于非正则 LQR问题和时滞系统随机 LQR 问题,通过对黎卡提方程特定的求解方法,如 Smith 预估器控制理论,可以应用于乘性噪声随机系统,从而为复杂的投资组合问题提供解决方案。
在连续时间均值-方差投资组合问题中,有通过将问题转化为随机线性二次控制问题来求解,其过程中有应用解黎卡提方程情况。
在信号处理领域,黎卡提方程被用于滤波器设计和信号处理算法的性能分析。比如,卡尔曼滤波器的设计,需要求解一个与状态估计值和误差的协方差相关的黎卡提方程来更新滤波器的卡尔曼增益矩阵。
这里文字段落,参考了对 ai 的“黎卡提方程的应用”问答。未来,随着控制理论的不断发展,黎卡提方程及其应用将进一步得到拓展和深化。
黎卡提方程,实实在在!一直是为人类探索科学世界的脚步增添强劲动力的宝贝!

△ 雅各布·弗朗西斯科·黎卡提(意大利语:Jacopo Francesco Riccati,1676年5月28日-1754年4月15日),出生于威尼斯的意大利数学家,以黎卡提方程闻名于世。
参考文献 :
[1]赵显曾,Riccati 方程的通解,著数学分析拾遗[M],南京大学出版社,2006 年
[2]E.卡姆克著,张鸿林译,常微分手册[M],科学出版社,1980 年
[3]赵奎奇,一类黎卡提方程的通解表示,数学通报[J],1994 年第 8 期
发表评论