半定规划理论与应用:算法优化与分支定界法
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更新于2024-08-01
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"本文详细探讨了半定规划的概念、理论、算法及其实现,以及它在多个领域的广泛应用。作者蒋耀伟在导师刘三阳的指导下,对半定规划的二次规划松弛模型、分支定界法在滤波器设计和图的最大二等分问题中的应用,以及可直接求解的半定规划问题进行了深入研究。"
半定规划是优化理论的一个分支,它是线性规划的一种扩展,允许决策变量包含对称矩阵,且目标函数和约束条件涉及这些矩阵的线性组合和半定性。半定规划的理论基础主要建立在凸优化和矩阵分析之上,其中内点算法的引入极大地推动了该领域的发展,使得半定规划问题可以有效求解。
本文首先阐述了半定规划的基本概念,包括它的定义、性质以及在数学规划中的地位。接着,作者提出了一种基于二次(1,1)规划的半定规划松弛模型,该模型能提供更优的界,并通过分支定界法进行求解。经过理论分析和数值实验,验证了这种方法的有效性和优势。
此外,论文还展示了分支定界法在实际问题中的应用。例如,在离散系数滤波器设计中,分支定界法相较于随机扰动算法能获得更接近最优解的结果,且设计出的滤波器与理想滤波器的误差极小。对于图的最大二等分问题,分支定界法也展现出良好的近似解能力,尤其适用于解决中小规模问题。
最后,论文探讨了可以直接求解的半定规划问题,包括介绍现有的一些可以直接求解的问题类型,并提出一类新的具有特殊约束条件的半定规划问题。这些问题可以通过一系列矩阵变换直接得到最优解,无需传统的迭代方法,从而大大简化了解决过程。
关键词:半定规划,(-1,1)二次规划,分支定界法,直接求解
总体来说,本文为读者提供了关于半定规划的全面理解,不仅涵盖了理论基础,还展示了其实用价值和在不同领域的应用,特别是在优化问题和工程实践中。这些研究成果为半定规划的进一步发展和应用提供了有价值的参考。
2021-05-15 上传
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wjun029
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