Minimum wave speeds in monostable reaction-diffusion equations: sharp bounds by polynomial optimization
许多单稳态反应扩散方程允许一维行波当且仅当波速足够高。这些最小波速的值并不确切,除了在一些简单的情况下。我们提出的方法,寻找上限和下界的最小波速。他们依赖于构造捕获边界的动力系统的异宿连接对应的行波。这种方法的简单版本可以进行分析,但往往过于保守的最小波速的界限。当所研究的反应扩散方程具有多项式非线性时,我们的方法可以通过多项式优化来实现。对于标量反应扩散方程,我们提出了一种通用的方法,然后将其应用到文献中的例子,其中最小波速是未知的。我们的方法扩展到多组分反应扩散系统,然后说明使用立方自催化模型从文献中。在所有三个示例中,使用许多不同的参数值,多项式优化计算给出的上界和下界彼此在0.1%以内,因此几乎是尖锐的。上界推导解析以及标量RD方程。
2020-09-03 math.DS math.OC
Local Versus Global Conditions in Polynomial Optimization
本文综述了多项式最优化中的局部和全局最优性条件。我们总结了它们之间的关系。
2015-05-01 math.OC
Minimum volume semialgebraic sets for robust estimation
受不确定性传播和鲁棒估计问题的启发,我们有兴趣计算包含给定半代数集K的固定次数和最小体积的多项式子级集。在这个一般性的水平上,这个问题是不容易处理的,即使它变成凸的,例如当限制到非负齐次多项式时。我们的贡献是描述和证明一个易于处理的L^1-范数或跟踪启发式的这个问题,依赖于线性矩阵不等式(LMI)松弛的层次当K是半代数,并简化为线性规划(LP)当K是一个收集的样本,一个离散的联合点。
2012-10-11 math.OC
Reactive Global Minimum Variance Portfolios with $k-$BAHC covariance cleaning
我们引入了一个$k$倍提升版本的提升平均层次聚类相关和协方差矩阵的清理过程。然后,我们将此方法应用于全球最小方差投资组合的各种值的$k$和比较他们的表现与其他国家的最先进的方法。一般来说,我们发现,我们的方法产生更好的夏普比率后,交易成本比竞争过滤方法,尽管需要更大的营业额。
2023-03-09 math.OC q-fin.PM stat.ME
Bounded Global Optimization for Polynomial Programming using Binary Reformulation and Linearization
本文给出了有界变量多项式规划问题全局最优化的一种近似方法。该方法采用一种重构和线性化技术,将原多项式最优化问题转化为一对混合二元线性规划。这两个整数线性重新制定的解决方案提供了上界和下界的整体解决方案,原来的多项式计划。这些界限的紧密性、近似每个多项式表达式的误差以及在重新表述过程中必须添加的约束的数量都取决于用户为原始多项式程序中的每个变量指定的误差容限。当这些误差容限接近于零时,重新制定的程序的大小增加,并且计算出的区间界限收敛到真正的全局解。
2012-05-29 math.OC
Hybrid Minimum-Seeking in Synergistic Lyapunov Functions: Robust Global Stabilization under Unknown Control Directions
针对仿射控制系统中控制方向动态不确定性与拓扑障碍导致无光滑全局控制李雅普诺夫函数的问题,基于混合动态包含李括号平均结果提出混合极小值搜索反馈律,实现鲁棒全局实用稳定性,应用于流形镇定与车辆避障并验证有效性。
2024-12-07 math.OC
Global minimization of a minimum of a finite collection of functions
针对目标为有限函数片段逐点最小、约束众多的非凸最小结构优化问题,提出交替优化上、下模型的 ULO 算法,以避免枚举全部独立问题并保证指定全局精度。
2024-12-05 math.OC
Global solutions to general polynomial benchmark optimization problems
本文的目标是解决一类高次多项式基准最优化问题,包括Goldstein-Price问题和三峰骆驼背问题。利用推广的正则对偶理论,将非凸原问题转化为凸区域(无对偶间隙)上的凹对偶问题,从而得到整体解.
2012-07-27 math.OC
Improved Lower Bounds for Global Polynomial Optimisation
我们提出了一个分支定界算法来改进SONC/SAGE得到的下界。运行时间是固定参数的变量的数量易处理。此外,我们描述了一个新的启发式,以获得一个多元多项式的全局极小值的候选人,基于其SONC分解。将这种方法应用于数千个测试用例,我们大多得到小的对偶间隙。特别是,我们最佳地解决了约70%的调查情况下的全球最小化问题。
2021-05-28 math.OC
A Sequential Descent Method for Global Optimization
提出一种序列下降方法,通过重复下降梯度搜索并利用交点集合选择最优初始点,逐步改进局部最小值,最终找到全局最小值,该方法具有单调收敛性,并在非凸多维问题上验证了有效性。
2024-02-05 math.OC
Convergent Semidefinite Programming Relaxations for Global Bilevel Polynomial Optimization Problems
本文考虑一个两层多项式最优化问题,其中上下层问题的目标函数和约束函数都是多项式。我们提出了使用一系列半定规划(SDP)松弛来寻找其全局极小值和全局极小值的方法,并给出了这些方法的收敛结果。我们的方案的问题与凸低级别的问题涉及到解决一个转换的等价单级问题的SDP松弛序列,而我们的方法一般问题,涉及一个非凸多项式低级别的问题,解决了一个序列的近似问题,通过另一个序列的SDP松弛。
2016-01-13 math.OC
Eigenvalue analysis of constrained minimization problem for homogeneous polynomial
本文引入Pareto $H$ -特征值和Pareto $Z$ -特征值的概念,研究约束极小化问题,并给出这类特征值存在的充要条件.证明了对称张量至少有一个Pareto $H$ -特征值(Pareto $Z$ -特征值).进而证明了对称张量的最小Pareto $H$ -特征值(或Pareto $Z$ -特征值)恰好等于由该张量导出的齐次多项式的约束极小化问题的最小值,从而为求解约束极小化问题的最小值提供了一种可供选择的方法.特别地,对称张量$\mathcal{A}$是共正的当且仅当$\mathcal{A}$的每个Pareto $H$ -特征值($Z-$特征值)是非负的。
2013-03-16 math.OC math.SP
Global optimality in minimum compliance topology optimization of frames and shells by moment-sum-of-squares hierarchy
由于连续截面结构固有的非凸性,其最小柔度抗弯结构的设计是一项具有挑战性的任务。我们的贡献开发了一种策略,便于计算所有保证全球最优解框架和壳结构在多个负载情况下和自重。为此,我们利用刚度矩阵通常是设计变量的多项式函数这一事实,使我们能够在半代数可行集上建立等效的非线性半定规划公式。这个公式随后使用Lasserre矩平方和层次结构求解,生成一系列外凸近似,从下面单调收敛到原始问题的最优解。全局最优解可以随后使用Curto-Fialkow平坦扩展定理提取。此外,我们表明,一个简单的修正放松问题的解决方案建立了一个可行的上界,从而推导出一个简单的充分条件的全球$\varepsilon$ -最优性。当原问题具有一个唯一的最小值,我们发现,这个解决方案的极限最优性间隙为零。这些理论研究结果说明了几个例子的拓扑优化的框架和外壳,我们观察到的层次收敛在一个有限的(相当小)的步骤。
2020-09-26 math.OC
Quantum Global Minimum Finder based on Variational Quantum Search
本文提出量子全局最小值查找器(QGMF),结合二分搜索与变分量子搜索,以低深度电路适配NISQ设备,高效求解非凸函数的全局最小值问题。
2025-03-12 math.OC math.QA quant-ph
A new transformation into State Transition Algorithm for finding the global minimum
为了提高原状态转移算法的全局搜索能力,提出了一种新的算子axesion,该算子的目的是沿轴向搜索,并加强了一维搜索。通过几个基准极小化问题的算例说明了改进算法相对于其他随机搜索方法的优越性。数值实验结果表明,新的变换能提高状态转移算法的性能,新策略是有效可靠的。
2012-08-01 math.OC math.PR
The Minimum-Rank Gram Matrix Completion via Modified Fixed Point Continuation Method
Key Laboratory of Mathematics Mechanization(数学机械化重点实验室);Academy of Mathematics and System Sciences(数学与系统科学研究院);Academia Sinica(中国科学院)
针对最小秩Gram矩阵补全问题,提出基于修正不动点延拓的算法,结合BB技术和线性组合加速收敛,用于多项式有理平方和分解。
2011-01-27 cs.NA cs.SY eess.SY
Steering nonholonomic integrator using orthogonal polynomials
考虑非完整积分器上具有不定常拉格朗日量的最小能量最优控制问题,并利用Sturm-Liouville理论求出了解析解.此外,我们还考虑了具有不定常拉格朗日量的李群$\mathbb{SO}(3)$上的最小能量问题。我们表明,非完整积分器和广义非完整积分器的转向可以通过使用各种家庭的正交多项式,如Chebyshev,Legendre和雅可比多项式除了在文献中考虑的三角多项式。最后,我们展示了如何找到次优的输入时,费用函数是由输入的$\mathcal{L}_1$规范从一个家庭的正交函数的元素。
2020-06-02 cs.SY eess.SY math.OC
Every Local Minimum Value is the Global Minimum Value of Induced Model in Non-convex Machine Learning
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Harvard University(哈佛大学)
对于机器学习中的非凸优化问题,本文证明了扰动梯度基模型的每个局部极小值在任意可微点处都能达到全局最优值。因此,非凸机器学习理论上与具有手工基础的凸机器学习一样,在可微局部最小值处的损失方面得到支持,除了在优先考虑手工基础而不是可扰动梯度基础的情况下。这些结果的证明是在温和的假设下推导出来的。因此,证明的结果直接适用于许多机器学习模型,包括实际的深度神经网络,而无需对实际方法进行任何修改。此外,作为我们的一般结果的特殊情况,本文改进或补充了几个国家的最先进的理论结果,深神经网络,深残差网络,超参数化的深神经网络与统一的证明技术和新的几何见解。我们的结果的一个特例也有助于表征学习的理论基础。
2019-11-15 cs.LG cs.NE math.OC
An Efficient Framework for Global Non-Convex Polynomial Optimization with Algebraic Constraints
本文提出一种高效框架,通过构造本质上无虚假局部极小值的等价非线性重构,在高维带代数约束的全局非凸多项式优化中实现关于维数和次数的多项式级扩展。
2024-09-04 cs.MS cs.NA math.NA
Semi-global Output Feedback Stabilization of Non-Minimum Phase Nonlinear Systems
Marshall University(马歇尔大学);Michigan State University(密歇根州立大学)
本文提出一种方法,利用全局稳定反馈控制方案实现非最小相位非线性系统的半全局稳定化,并通过高增益观测器和扩展卡尔曼滤波器恢复辅助系统的性能。
2016-07-25 cs.SY eess.SY math.OC
An Efficient Framework for Global Non-Convex Polynomial Optimization over the Hypercube
该研究提出一种求解超立方体上全局非凸多项式优化的高效框架,将问题重构为无伪局部极小值的凸集非线性问题,结合增广拉格朗日与Burer-Monteiro方法求解,实现了高维难处理问题的多项式级计算缩放。
2024-05-16 cs.MS cs.NA math.NA