Successive Convex Relaxation Methods for Nonconvex Optimization Problems

非凸优化问题的连续凸松弛方法

基本信息

  • 批准号:
    11680441
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this research project, we studied a general Quadratic Optimization Problem(QOP)having a linear objective function c^Tx to be maximized over a compact subset F of the n-dimensional Euclidean space R^n represented by(finitely or infinitely many)quadratic inequalities. There are two viriants of successive convex relaxation method, the SSDP(Successive Semidefinite Programming)Relaxation Method and the SSILP(Successive Semi-Infinite Linear Programming)Relaxation Method. Each of the methods generates a sequence of compact convex subsets C_k(k=1,2, ...)of R^n which monotonically converges to the convex hull of F.To implements the SSDP and SSILP Relaxation Methods, we introduced two new techniques, "discretization " and "localization." The discretization technique makes it possible to approximate an infinite number of semi-infinite SDPs(or semi-infinite LPs)which appeared at each iteration of the original methods by a finite number of standard SDPs(or standard LPs)with a finite number of linear inequality constraints. The localization technique is for the cases where we are only interested in upper bounds on the optimal objective value(for a fixed objective function vector c)but not in a global approximation of the convex hull of F.This technique allows us to generate a convex relaxation of F that is accurate only in certain directions in a neighborhood of the objective direction c. This cuts off redundant work to make the convex relaxation accurate in unnecessary directions. Through numerical experiments, we confirmed that these two techniques worked effectively for large scale QOPs.
在这个研究项目中,我们研究了一个一般的二次优化问题(QOP),它具有一个线性目标函数c^Tx在n维欧几里德空间R^n的紧子集F上最大化,该空间由(有限或无限多个)二次不等式表示。连续凸松弛法有两种类型,即连续半定规划松弛法和连续半无限线性规划松弛法。每一种方法都生成一个R^n的紧凸子集C_k(k=1,2,…)序列,该序列单调收敛于f的凸包。为了实现SSDP和SSILP松弛方法,我们引入了两种新技术,“离散化”和“局部化”。离散化技术可以用有限数量的标准sdp(或标准lp)和有限数量的线性不等式约束来近似原方法每次迭代中出现的无限数量的半无限sdp(或半无限lp)。定位技术适用于我们只对最优目标值的上界感兴趣的情况(对于固定的目标函数向量c),而不是对F的凸包的全局逼近感兴趣。这种技术允许我们生成F的凸松弛,它只在目标方向c附近的某些方向上准确。这减少了多余的工作,使凸松弛在不必要的方向上准确。通过数值实验,我们证实了这两种技术在大规模QOPs中是有效的。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M.Ohsaki, K.Fujisaa, N.Katoh and Y.Kanno: "Cones of Matrices and Successive Convex Relaxations of Nonconvex Sets"SIAM Journal on Optimization. Vol.10, No.3. 750-778 (2000)
M.Ohsaki、K.Fujisaa、N.Katoh 和 Y.Kanno:“矩阵锥体和非凸集的连续凸松弛”SIAM 优化杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小島政和: "Complexity Analysis of Conceptual Successive Convex Relaxation Methods for Nonconvex Sets"Mathematics of Operations Research. (掲載予定).
Masakazu Kojima:“非凸集概念连续凸松弛方法的复杂性分析”运筹学数学(待出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小島政和: "Discretization and Localization in Successive Convex Relaxation for Nonconvex Quadratic Optimization Problems"Mathematical Programming. 89巻・1号. 79-111 (2000)
Masakazu Kojima:“非凸二次优化问题的连续凸松弛的离散化和局部化”数学规划,第 89 卷,第 1 期。79-111 (2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Kojima and L.Tuncel: "Cones of Matrices and Successive Convex Relaxations of Nonconvex Sets"SIAM Journal on Optimization. Vol.10, No.3. 750-778 (2000)
M.Kojima 和 L.Tuncel:“矩阵锥体和非凸集的连续凸松弛”SIAM 优化杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
戴陽: "Generalized of LMT-heuristics for several newclasses of optimal triangulations"Computational Geometry : Theory and Applications. 17巻・1号. 31-68 (2000)
戴阳:“几个新类最优三角剖分的 LMT 启发式的广义化”计算几何:理论与应用,第 17 卷,第 1 期。31-68 (2000)。
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