Simultaneous Diagonalization of Matrices and its Applications in Quadratically Constrained Quadratic Programming
二次约束二次规划(QCQP)中同时对角化(SD)的可达性与隐凸性之间的等价性促使我们研究SD的充要条件,这是Hiriart-Urruty(SIAM Rev.,49(2007),pp. 255-273)九年前。本文给出了任意两个实对称矩阵的SD的一个充要条件,并在半定矩阵束存在的假设下,给出了任意有限实对称矩阵集合的SD的一个充要条件。此外,我们应用我们的SD条件QCQP,特别是与一个或两个二次约束,以验证其二阶锥规划松弛的正确性,并促进QCQP的解决过程。
2016-03-02 math.OC
Comment on "Approximation algorithms for quadratic programming"
由于Fu等人(J.Comb.Optim.,2,29-50,1998)从$m$校正为$\sqrt{m^2+m}$。相应地修正了一般凸二次约束非凸二次规划的逼近界。
2021-10-20 math.OC
Enhancing Quadratic Programming Solvers via Quadratic Nonconvex Reformulation
本文提出二次非凸重构(QNR)框架,通过非常规重构方式显著提升 Gurobi 和 SCIP 求解非凸二次规划问题的效率,并在多个基准及随机实例上使 Gurobi 达到最先进性能。
2025-08-28 math.OC
New bounds for nonconvex quadratically constrained quadratic programming
本文研究了非凸二次约束二次规划的一些界。我们提出了两种类型的二次约束二次规划的界,二次和三次界。对于二次边界,我们使用仿射函数作为拉格朗日乘子。我们证明了大多数半定松弛可以作为二次界的对偶得到。此外,我们研究了通过改变基集得到的界。对于三次边界,除了仿射乘子,我们采用二次函数。我们提供了一个建议的立方界和典型的标准二次规划的界限之间的比较。此外,我们报告的比较结果的二次和立方界的一些非凸二次约束二次规划。
2019-06-03 math.OC
Stable interior-point method for convex quadratic programming with strict error bounds
提出了求解一类二次目标函数为非线性规划问题的一种短步长内点法。凸二次规划问题可以转化为这类问题。该方法具有弱多项式时间复杂度。给出了该方法数值稳定性的完整证明。没有要求的可行性,行秩的约束雅可比矩阵,严格互补性,或条件的问题。不可行的问题被解决到一个最优的内部最小二乘解。
2018-05-10 math.OC
Doubly nonnegative relaxation method for solving multiple objective quadratic programming problems
多目标优化和帕累托最优是经济学中的基本工具。本文提出了一种求解多目标二次规划问题的新松弛法。利用线性加权和方法,将多目标二次规划问题转化为单目标问题。由于这类单目标二次规划问题在一般情况下仍是非凸的和NP-难的。分别利用提升技术和双重非负松弛技术,将该单目标二次规划问题转化为可计算的凸双重非负规划问题。在较弱的条件下,该可计算凸问题的最优解是原问题的(弱)Pareto最优解.最后,通过两个算例和一个实际的投资组合问题对所提出的方法进行了验证.测试问题的解决\texttt{CVX}包,这是一个求解器的凸优化。数值结果表明,该方法是有效的,具有一定的应用前景.
2012-11-20 math.OC
A Computational Procedure for solving a Non-Convex Multi-Objective Quadratic Programming under Fuzzy Environment
研究了一类非凸模糊多目标二次规划问题,其中工艺参数和资源参数均为模糊,隶属函数为非线性。一个计算程序,以找到一个模糊有效解这个问题的发展。最后给出了一个数值例子来说明该方法。
2013-08-01 math.OC
A quadratic penalty algorithm for linear programming and its application to linearizations of quadratic assignment problems
本文提供了第一个有意义的文件和分析的既定技术,其目的是获得一个近似解,线性规划问题之前,应用原始单纯形法。底层算法是一个惩罚方法,在每次迭代中具有朴素近似最小化。在初始迭代过程中,使用类似于增广拉格朗日的方法。后来的技术密切对应于一个经典的二次罚分法。也有一个讨论的程度,它可以用来获得快速近似解的LP问题,特别是当应用到线性化的二次指派问题。
2018-04-24 math.OC
Penalized Semidefinite Programming for Quadratically-Constrained Quadratic Optimization
本文对非凸二次约束二次规划给出了一种新的惩罚半定规划方法。我们将惩罚条款的凸松弛的目标,以检索可行的和近最优解的非凸QCQP。引入广义线性无关约束规格(GLICQ)准则,证明了任意充分接近可行集的GLICQ正则点都可以用来构造适当的惩罚项,从而得到可行解.受这些结果的启发,我们开发了一个启发式的顺序程序,保留可行性,旨在提高在每次迭代的目标值。对大规模系统辨识问题以及二次规划(QPLIB)库中的基准实例进行的数值实验表明,所提出的惩罚半定规划能够找到非凸QCQP的近最优解.
2020-04-29 math.OC
On Low-Rank Convex-Convex Quadratic Fractional Programming
提出了一种求解目标函数为低秩二次型与正定二次型之比的凸约束分式规划问题的有效算法。所提出的算法,这些凸-凸问题的基础上,申-余二次变换,发现凹凸比和问题的稳定点。我们进一步使用[arXiv:1802.10192]中提出的算法元素和经典的Dinkelbach方法来确保收敛。我们表明,我们的算法比以前的低秩问题的算法性能更好。
2023-01-26 math.OC
The equivalence between doubly nonnegative relaxation and semidefinite relaxation for binary quadratic programming problems
最近已经表明(Burer,Math. Program Ser.A120:479-495,2009),可以将一大类NP难的非凸二次规划问题建模为所谓的完全正规划问题,其是凸的但通常仍然是NP难的。通过双重非负松弛得到一个基本的易处理松弛,从而得到一个双重非负规划。本文证明了二元二次规划(BQP)问题的双重非负松弛等价于它的一个紧半正定松弛,当问题(BQP)化为最大割(MC)问题时,它的双重非负松弛等价于标准半正定松弛.此外,一些比较的数值结果报告。
2012-11-23 math.OC
Potential Theory and Quadratic Programming
我们扩展的概念,一些能量型表达式的基础上两套,在抽象的位势论。我们也给出了离散化版本的量定义,类似于切比雪夫常数。这种扩展允许应用潜在的理论结果无限二次规划问题。切比雪夫常数法与切平面算法一起确保在一定条件下,无限问题可以简化为半无限或有限问题。
2016-11-09 math.OC
Eigenvalue, Quadratic Programming, and Semidefinite Programming Bounds for a Cut Minimization Problem
考虑将图的节点集划分为给定大小的$k$集,从而得到使用(去除)第$k$集得到的\emph{minimize the cut}的问题.如果得到的割具有值$0$,那么我们得到了顶点分隔符。这个问题与图的划分问题密切相关。事实上,我们使用的模型与图划分问题的模型相同,除了不同的\emph{quadratic}目标函数。我们期待在已知的和新的界限,从各种放宽这个NP-困难的问题。这包括:标准特征值界、使用邻接矩阵和拉普拉斯算子的投影特征值界、基于最近成功的二次指派问题的二次规划(QP)界的QP界、以及半定规划界。我们包括大型和\emph{huge}的问题,说明在强度和时间方面的边界的效率的数值测试。
2014-11-18 math.OC
A Method to Guarantee Local Convergence for Sequential Quadratic Programming with Poor Hessian Approximation
序列二次规划(SQP)是求解非线性最优化问题的一类强有力的算法。当用于每个二次规划子问题的Hessian逼近接近于真Hessian时,SQP算法的局部收敛性得到保证。然而,一个好的海森近似计算起来可能很昂贵。低代价Hessian近似在某些假设下只能保证局部收敛,而实际情况并不总是满足这些假设。为了解决这个问题,本文提出了一种简单的方法来保证局部收敛的SQP与不良的Hessian逼近。数值算例表明了该算法的有效性。
2017-04-10 math.OC
Exploiting Aggregate Sparsity in Second Order Cone Relaxations for Quadratic Constrained Quadratic Programming Problems
在众多提高二次约束二次规划(QCQP)半定规划(SDP)松弛算法计算效率的方法中,Fukuda等人(2001)利用SDP中数据矩阵的聚集稀疏性和二阶锥规划(SOCP)松弛算法是比较流行的方法。在本文中,我们利用聚集稀疏的SOCP松弛的QCQP。具体来说,我们证明了利用聚合稀疏性减少了SOCP松弛中二阶锥的数量,并且我们可以简化Fukuda等人的矩阵完成过程。在SOCP松弛问题的原始和对偶中,而不会失去最大行列式性质。对于数值实验,QCQP从格子图和池化问题进行了测试,因为它们的SOCP松弛提供了相同的最优值的SDP松弛。我们表明,利用聚合稀疏性提高了计算效率的SOCP松弛的SDP松弛相同的目标值,因此更大的问题可以处理建议的SOCP松弛比SDP松弛。
2019-11-06 math.OC
Quadratic Programming Over Ellipsoids (with Applications to Constrained Linear Regression and Tensor Decomposition)
提出了一种求解椭球上二次规划问题的新算法。这是通过分裂成两个优化子问题,二次规划在一个领域和正交投影的问题。接下来,一个增广拉格朗日算法开发了这个多约束优化。利用球面上的QP可以通过解一个长期方程得到一个封闭的形式,我们得到了长期方程极小值的一个更严格的界。我们也建议从二次约束的矩阵中产生一个新的具有低条件数的PSD矩阵。这种修正方法提高了所提出的增广拉格朗日算法的收敛性。最后,给出了二次约束QP在有界线性回归和张量分解中的应用。
2017-11-13 math.OC
Global Solutions of Nonconvex Standard Quadratic Programs via Mixed Integer Linear Programming Reformulations
一个标准的二次规划是一个最优化问题,它包括在单位单纯形上最小化一个(非凸)二次型。我们专注于将一个标准的二次规划转化为一个混合整数线性规划问题。我们提出了两种替代的混合整数线性规划配方。我们的第一个配方是基于铸造一个标准的二次规划作为一个线性规划的互补约束。然后,我们采用二进制变量线性互补约束。对于第二个公式,我们首先推导出一个高估的目标函数的函数,并建立其在任何全球最小的紧密性。然后,我们使用二进制变量线性化高估函数,得到我们的第二个公式。对于这两个配方,我们提出了一组有效的不等式。我们广泛的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划的重新制定显着优于其他全球解决方案的方法。在较大的情况下,我们通常会观察到数量级的改善。
2018-10-04 math.OC
Analysis of Sequential Quadratic Programming through the Lens of Riemannian Optimization
证明了求解等式约束优化问题的“一阶”序列二次规划(SQP)算法具有以速度$κ_R$局部线性收敛性和以速度$k^{-1/4}$整体收敛性.我们的分析建立在黎曼优化的基础上-我们表明SQP和黎曼梯度法在约束流形附近具有几乎相同的行为,这对于理解约束优化可能具有更广泛的意义。
2019-01-31 math.OC
A Feasible Active Set Method with Reoptimization for Convex Quadratic Mixed-Integer Programming
针对非负约束的凸二次规划问题,提出了一种可行有效集方法。这种方法是专门设计嵌入到凸二次混合整数规划问题的分支定界算法。分支定界算法将Buchheim,Caprara和Lodi提出的无约束凸二次整数规划的方法推广到存在线性约束的情况。后一种方法的主要特点在于一个复杂的预处理阶段,导致快速枚举的分支和边界节点。此外,可行有效集方法利用了这个预处理阶段,非常适合重新优化。随机生成的实例的实验结果表明,新方法显着优于MIQP求解器的CPLEX 12.6的实例与少量的约束。
2015-12-08 math.OC
A Quadratically Convergent Sequential Programming Method for Second-Order Cone Programs Capable of Warm Starts
针对线性二阶锥规划,提出基于序列二次规划框架的新方法,利用多面体外逼近克服不可微性,支持热启动并实现局部二次收敛,精度优于内点法。
2023-07-28 math.OC
A Hybrid Perspective on Suboptimal Mixed-Integer Quadratic Programming
本文提出一种结合参数化MIQP与混合系统理论的框架,将次优性编码为有界扰动,实现递归次优混合整数二次规划反馈控制,并从理论和仿真上验证了稳定性。
2025-07-03 math.OC
New reformulations for 0-1 quadratic programming problem using quadratic nonconvex reformulation techniques and valid inequalities
North China Electric Power University(华北电力大学);Zhejiang University of Technology(浙江工业大学);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Beijing Institute of Technology(北京理工大学)
本文提出利用二次非凸改写技术及有效不等式,改进0-1二次规划问题的求解方法,以提高求解效率。
2026-02-22 math.OC
A Revisit to Quadratic Programming with One Inequality Quadratic Constraint via Matrix Pencil
带不等式二次约束的二次规划(QP 1 QC)是二次约束二次规划(QCQP)的一种特殊情况,自20世纪90年代初以来一直受到人们的关注。现在可以理解,在原始斯莱特条件下,(QP 1 QC)具有紧SDP弛豫(PSDP)。若存在最优解,则可通过对最优矩阵X进行矩阵秩一分解得到(QP 1 QC)的最优解。至(PSDP)。本文通过分析两个对称实矩阵A和B的相关矩阵束,重新讨论了(QP 1 QC),其中A的矩阵定义了目标函数的二次项,B的矩阵定义了约束条件.本文研究了典型文献中经常被忽略的\undesired“(QP 1 QC)问题:要么不存在Slater点,要么(QP 1 QC)下无界,要么(QP 1 QC)下有界但不可达.我们的分析进行的矩阵束的帮助下,不仅检查是否发生不希望的情况下,但也为另一种方法来计算最优解相比,通常的SDP/秩一分解过程。
2013-12-05 math.OC
Adaptive dynamic programming-based algorithm for infinite-horizon linear quadratic stochastic optimal control problems
研究了一类连续时间随机系统的无限时域线性二次型随机(LQS)最优控制问题。利用自适应动态规划(ADP)技术,提出了一种新的无模型策略迭代(PI)算法。该PI算法不需要系统系数矩阵的所有信息,仅利用在固定时间间隔上采集的输入和系统状态数据进行迭代。最后,通过数值算例验证了算法的可行性.
2022-10-10 math.OC
Hidden convexity of quadratic systems and its application to quadratic programming
Hanoi Pedagogical University 2(河内第二师范大學)
本文研究二次系统隐凸性及其在二次规划中的应用,提出新假设并推导了全局最优条件和强对偶结果。
2026-01-20 math.OC
An Improved Sequential Quadratic Programming Algorithm for Solving General Nonlinear Programming Problems
本文讨论了一类带有不等式和等式约束的一般非线性规划问题。首先,将原问题转化为一个仅含不等式约束的简单等价问题。然后,受序列二次规划(SQP)方法和线性方程组(SLE)方法思想的启发,提出了一种求解原问题的新型SQP算法。在每次迭代中,搜索方向由两个方向的组合产生,这两个方向分别通过求解总是可行的二次规划(QP)子问题和SLE获得。为了克服Maratos效应,通过求解另一个系统方程组得到高阶修正方向。这两个SLE具有相同的系数矩阵,并且我们只需要在有限次迭代之后求解其中一个。通过一种新的线搜索技术,在适当的假设条件下,该算法具有全局收敛性和超线性收敛性。最后,一些比较数值结果表明,该算法是有效的和有前途的。
2012-12-18 math.OC
QPDAS: Dual Active Set Solver for Mixed Constraint Quadratic Programming
利用对偶问题的有效集方法,给出了求解一般混合约束凸二次规划问题的一种方法。该方法类似于现有的有效集方法,但我们提出了一种新的方法来解决在算法中出现的线性系。有两个主要的贡献,我们提出了一种新的方式分解的线性系,并显示如何迭代细化可以用来实现良好的精度和解决这两种类型的子问题,所产生的半定问题。
2019-11-28 math.OC
Solving Underdetermined Boundary Value Problems By Sequential Quadratic Programming
对技术系统建模的常微分方程通常包含被认为对系统是危险的状态。达到这种状态的轨迹通常表明设计中存在缺陷。在本文中,我们提出并研究了一种算法,找到这样的轨迹的属性。也就是说,对于给定的常微分方程,该算法找到起源于一组状态并到达另一组状态的轨迹。该算法是基于序列二次规划适用于正则化最优化问题得到的多次射击。
2016-10-04 math.OC
Improved DC Programming Approaches for Solving the Quadratic Eigenvalue Complementarity Problem
本文讨论了用凸差分(DC)规划方法求解二次特征值互补性问题(QEiCP)。我们首先表明,QEiCP可以表示为直流规划问题。然后,我们研究不同的直流规划公式QEiCP和讨论他们的直流算法的基础上一个著名的方法- DCA。提出了一种新的局部dc分解算法,其目的是在迭代过程的某些邻域内,针对目标问题的具体特征,构造一个更好的dc分解。这种新的程序产生更快的收敛速度和更好的精度计算的解决方案。数值结果表明,新的直流算法在实践中的效率。
2019-02-13 math.OC
A Sequential Quadratic Programming Method for Optimization with Stochastic Objective Functions, Deterministic Inequality Constraints and Robust Subproblems
本文将鲁棒序列二次规划方法推广到随机目标函数与确定性约束问题,结合随机线搜索全局化步长,并证明算法几乎必然收敛到KKT点。
2024-10-04 math.OC
Consensus-ADMM for General Quadratically Constrained Quadratic Programming
非凸二次约束二次规划(QCQP)问题在信号处理、机器学习和无线通信中有着广泛的应用,尽管一般的QCQP是NP难的,并且一些有趣的特殊情况也是NP难的。本文提出了一种新的通用QCQP算法。该问题首先被重新表述为共识优化形式,其中的交替方向法的乘法器(ADMM)可以应用。重新制定是这样一种方式,每个子问题是一个QCQP只有一个约束(QCQP-1),这是有效地解决(非)凸性无关。核心组件经过精心设计,使整个算法更具可扩展性,包括求解QCQP-1的有效方法,内存高效实现,并行/分布式实现和智能初始化。该算法,然后在两个应用程序中进行测试:多播波束形成和相位检索。结果表明优于现有技术的方法的性能。
2016-07-07 math.OC
New semidefinite relaxations for a class of complex quadratic programming problems
本文针对信号处理和电力系统中的一类非凸复二次规划问题,通过在提升空间中推导新的有效约束,提出了严格更紧且适用范围更广的新半定松弛方法,数值结果表明其能提供更紧的松弛界限并改进现有近似算法。
2023-05-17 math.OC
Enhancements of Discretization Approaches for Non-Convex Mixed-Integer Quadratically Constraint Quadratic Programming: Part II
这是研究非凸混合整数二次约束二次规划(MIQCQP)的混合整数规划(MIP)松弛技术的第二部分。我们把重点放在MIP松弛法的非凸连续变量的产品和扩展著名的MIP松弛归一化多参数解聚技术(NMDT),适用于一个复杂的离散化的两个变量。我们把这种方法称为双重离散化归一化多参数解聚技术(D-NMDT)。在一个全面的理论分析,我们强调的理论优势的增强方法D-NMDT相比NMDT。此外,我们进行了广泛的计算研究,以证明其有效性方面的生产紧MIQCQP的对偶界限。最后,我们将D-NMDT与第一部分中的可分离MIP松弛和最先进的MIQCQP求解器进行比较。
2023-02-02 math.OC
Log-domain interior-point methods for convex quadratic programming
将内点方法应用于中心路径条件是求解二次规划的一种广泛使用的方法。在对数域中重新制定这些条件是这种方法的自然变化,据我们所知,以前没有研究过。本文分析了对数域内点方法,证明了它们的多项式时间收敛性。我们还证明了它们是近似的经典障碍方法在一个精确的意义上,并提供简单的计算实验说明其优越的性能。
2022-12-05 math.OC
Convergence Analysis of an Inexact Feasible Interior Point Method for Convex Quadratic Programming
本文讨论凸二次规划的不精确可行内点算法的两种变型。我们将考虑两个不同的邻域:一个(小)诱导使用欧几里德范数产生一个短的步骤算法和一个对称的诱导使用无穷范数产生一个(实用)长的步骤算法。这两种算法都允许不精确地求解牛顿方程组。对于这两种算法,我们将提供牛顿方程中可接受的误差水平的条件,并建立最坏情况下的复杂性结果。
2012-08-29 math.OC
Exact Augmented Lagrangian Duality for Mixed Integer Quadratic Programming
混合整数二次规划(MIQP)是在有理多面体上的混合整数点上最小化凸二次函数的问题。本文主要研究MIQP的增广拉格朗日对偶(ALD)。ALD增加了通常的拉格朗日对偶的加权非线性惩罚的对偶约束。我们首先证明了ALD将达到一个零的对偶间隙渐近的重量的惩罚趋于无穷大的罚函数在一些温和的条件下。我们接下来表明,当我们使用任何范数作为罚函数时,有限的罚权重对于零间隙是足够的。最后,我们证明了一个多项式约束的重量上的惩罚项,以获得零差距。
2019-07-01 math.OC
Robust Quadratic Programming with Mixed-Integer Uncertainty
研究了鲁棒凸二次规划问题,其中不确定性问题的参数可以包含连续和整数分量。在不确定性集的自然有界性假设下,我们证明了一般性问题是适合于多项式大小的确切的共正规划重构。这些凸优化问题是NP难的,但承认保守的半定规划(SDP)的近似,可以有效地解决。我们证明了流行的近似S-引理方法-这是有效的,只有在连续的不确定性的情况下-是弱于我们的近似。我们还表明,所有的结果可以推广到两阶段的鲁棒二次优化设置,如果问题有完全追索权。我们评估了我们提出的SDP重新制定的有效性,并证明了它们的优越性,在最小二乘法,项目管理和多项报童问题的情况下,国家的最先进的解决方案。
2018-12-18 math.OC
On Symmetry Groups of Some Quadratic Programming Problems
当数学规划问题在适当的线性变换下是对称的时,这些问题的求解和分析可以简化。特别是,对称性的知识可以帮助减少问题的维数,削减搜索空间的线性切割或获得新的局部最优从以前发现的,而以前的研究中的对称性的数学规划通常处理的坐标排列的解决方案空间,本文考虑了一个更大的组可逆线性变换。研究了二次规划问题的一种特殊情况,其中目标函数和约束条件均由二次型给出,且约束条件所涉及的所有二次型矩阵之和是一个正定矩阵.在这种情况下,只考虑解空间的正交变换就足够了。在这组正交变换中,我们描述了给出问题对称性的子群的结构。除此之外,还概述了寻找这种对称性的方法,并以两个简单的例子加以说明。
2020-10-10 math.OC
Second Order Cone Constrained Convex Relaxations for Nonconvex Quadratically Constrained Quadratic Programming
本文对非凸二次约束二次规划(QCQP)问题提出了新的凸松弛解。虽然最近的研究集中在加强凸松弛使用重构线性化技术(RLT),国家的最先进的方法失去了他们的有效性时,处理(多个)非凸二次约束QCQP。在这项研究中,我们分解和放松每个非凸约束两个二阶锥(SOC)约束,然后线性化的SOC约束和线性约束的产品,以构建一些有效的新的有效约束。此外,我们扩展了几乎所有不同类型的约束对(包括有效的不等式线性化的产品的SOC约束,和Hadamard产品或Kronecker产品的两个相应的有效的线性矩阵不等式)的RLT类技术的范围,检查不同的有效不等式之间的优势关系,并探索几乎所有的可能性,从生成有效的约束中获益。特别是,我们成功地证明,应用RLT类似的技术,额外的冗余线性约束可以减少松弛间隙。我们证明了我们的结果与数值实验的效率。
2017-09-16 math.OC
A new dual for quadratic programming and its applications
本文的主要研究成果分为两个部分。首先,我们给出了二次规划的一个新的对偶,其中的对偶变量是仿射函数,并证明了强对偶性。由于新的对偶是棘手的,我们考虑通过限制可行集的修改版本。这导致了二次规划的一个新的界限。证明了该界的对偶是二次规划的半定松弛。此外,我们探讨了这个界限和著名的界限之间的关系。在第二部分中,由于新的界,我们提出了凹二次规划的分支切割算法。证明了算法具有整体收敛性。数值算例表明了该方法的有效性。
2019-01-30 math.OC
Accelerating Stochastic Sequential Quadratic Programming for Equality Constrained Optimization using Predictive Variance Reduction
在本文中,我们提出了一个随机方法来解决等式约束最优化问题,利用预测方差减少。具体来说,我们开发了一种方法的基础上的顺序二次规划范例,采用方差减少梯度近似。在合理的假设下,我们证明了一阶平稳性评估的措施,我们所提出的算法产生的迭代收敛到零的期望从任意的起点,恒定和自适应步长的战略。最后,我们证明了我们提出的算法在机器学习中出现的约束二进制分类问题的实际性能。
2023-03-25 math.OC
Sparse Quadratically Constrained Quadratic Programming via Semismooth Newton Method
本文提出一种基于P-稳定性和半光滑牛顿法的直接求解稀疏二次约束二次规划问题的高效算法,具有低计算复杂度和局部二次收敛性,数值实验验证了其准确性与效率。
2025-10-08 math.OC
Constrained LQR Design Using Interior-Point Arc-Search Method for Convex Quadratic Programming with Box Constraints
虽然经典的LQR设计方法在实际工程设计中取得了很大的成功,但在某些情况下,由于执行器的饱和,经典的设计方法需要修改。这个修改后的问题有时被称为约束LQR设计。对于离散系统,约束LQR设计问题等价于带框约束的凸二次规划问题。我们将表明,邻点法是非常有效的,因为这个问题的初始内点是可用的,一个条件是不成立的一般凸二次规划问题。我们将设计一个有效的和高效的算法约束LQR设计问题使用的特殊结构的盒子约束和最近推出的弧搜索技术的内点算法。我们将证明该算法是多项式的,并具有凸二次规划的最佳已知的复杂性界。该算法在MATLAB中实现。最后给出了约束LQR设计的算例,验证了该方法的有效性。该算法可以很容易地用于模型预测控制。
2013-04-17 math.OC
Distributed Asynchronous Time-Varying Quadratic Programming with Asynchronous Objective Sampling
针对现有多智能体时变优化无法异步采样目标的问题,提出支持采样、通信和计算全异步的多智能体优化框架,证明其跟踪解时误差有界并解决二次规划开放问题,仿真验证有效性。
2025-08-20 math.OC
A semi-smooth Newton method for solving convex quadratic programming problem under simplicial cone constraint
研究了单纯锥约束凸二次规划问题。该问题的最优性条件是一个线性互补性问题。在适当的条件下,这一事实导致了单纯锥约束凸二次规划问题与非光滑方程组的唯一解问题的等价性.它表明,半光滑牛顿法适用于这个非光滑的方程组总是定义良好,并在一个温和的假设下,单纯锥的方法产生一个序列,线性收敛到它的解决方案。此外,我们还证明了生成序列对任意起点是有界的,并给出了该序列的任意聚点的计算公式。数值结果表明,这种方法实现了精确的解决方案,在几个迭代大的问题。
2015-03-10 math.OC
Quadratic programming with one quadratic constraint in Hilbert spaces
在希尔伯特空间中考虑了一类二次约束二次规划问题,其中目标和约束都不是凸函数.给出了保证该问题对每一个初始数据(在一个适当的集合中)都有解的充要条件。
2023-03-09 math.FA math.OC
A stabilized sequential quadratic semidefinite programming method for degenerate nonlinear semidefinite programs
本文提出了一种求解退化非线性半定规划的序列二次半定规划(SQSDP)方法,该方法通过求解一系列稳定的二次半定规划(QSDP)子问题来产生迭代点,这些子问题是由与NSDP相关的极大极小问题衍生而来的.与现有的SQSDP方法不同,该方法允许我们不精确地求解这些QSDP子问题,并且每个QSDP都是可行的。该方法的另一个显著特点是在整体收敛分析中不需要约束规格或Lagrange乘子序列的有界性。具体地说,没有假设这样的条件下,我们证明了整体收敛到一个点满足以下任何一个:稳定条件的可行性问题,近似Karush-Kuhn-Tucker(AKKT)条件,和跟踪AKKT条件。最后,我们进行了一些数值实验来检验所提出的方法的效率。
2021-04-22 math.OC
Linear Rate Convergence of the Alternating Direction Method of Multipliers for Convex Composite Quadratic and Semi-Definite Programming
对求解线性约束凸组合最优化问题的乘子交替方向法的线性速度收敛性进行了全面的分析.在一定的误差界条件下,我们建立了一个更一般的半邻近ADMM的全局线性收敛速率,其对偶步长被限制在开区间$(0, (1+\sqrt{5})/2)$内。在我们的分析中,我们既不假设强凸性,也不假设严格互补性,除了一个误差界条件,这对凸复合二次规划自动成立。这种半近似ADMM包含了经典ADMM的优点,不仅解决了经典ADMM中子问题的潜在不可解性问题,而且具有高效处理多块凸优化问题的能力.我们将用凸复合二次规划和二次半定规划作为重要的应用来证明所得结果的意义。利用二阶变分分析中的新颖性,通过二阶充分最优性条件和严格的Robinson约束规格,对非线性凸半定最优化问题的孤立镇定性进行了完整的刻画,证明了半近似ADMM应用于两块和多块凸二次半定规划时的线性速度收敛性.
2015-08-10 math.OC
Improved analysis of algorithms based on supporting halfspaces and quadratic programming for the convex intersection and feasibility problems
本文对文献[1]中基于支撑半空间和二次规划的凸集交算法进行了多方面的改进。首先,我们给出的条件,使更小的二次规划(QP)和近似投影所产生的部分解决的QP是足够的多项超线性收敛的非光滑问题。其次,我们确定额外的正则性,我们称之为二阶支撑超平面属性(SOSH),它给出了多项平方收敛。第三,我们证明了这些快速收敛的结果进行凸不等式问题。第四,我们表明,不可行性,可以检测到在许多操作。最后,我们解释了如何使用Goldfarb和Idnani的对偶有效集QP算法,通过部分求解QP来获得有用的迭代,克服了我们算法中求解大QP的问题。
2014-06-16 math.OC
A Sequential Quadratic Programming Perspective on Optimal Control
Texas A\& M University, College Station, TX, US.
本文统一分析了牛顿法、迭代线性二次调节器(iLQR)和微分动态规划(DDP)在求解离散时间最优控制问题中的性能,证明iLQR是一种原则性的序列二次规划(SQP)方法,并保证成本下降方向和收敛性,而牛顿法和DDP则缺乏这些保证。
2026-05-25 math.OC
A three-operator splitting perspective of a three-block ADMM for convex quadratic semidefinite programming and extensions
凸二次半定规划问题是一个带有耦合线性等式约束的3块可分凸优化问题,近年来,针对凸二次半定规划问题,提出了几种收敛的多块变分交替方向法(ADMM),并通过其对偶求解了该问题.在这些ADMM型算法中,[Chang等人,神经计算机二百一十四:575- 586(2016)]具有一个特殊的特征,即增广拉格朗日函数不必相对于与目标函数的二次项相对应的块变量被最小化。在本文中,我们奠定了这种现象的理论基础,通过解释这个修改后的3块ADMM作为一个实现的3算子分裂框架。基于这一观点,我们能够将这种修改的3块ADMM扩展为广义3块ADMM,它不仅适用于更一般的凸复合二次规划设置,而且还承认实现更好的数值性能的潜力。
2018-07-05 math.OC
A Dual Method for Minimax Quadratic Programming
School of Mathematical Sciences, Dalian University of Technology(大连理工大学数学科学学院)
本文针对带耦合不等式约束的极小极大二次规划,提出一种基于对偶定理的对偶有效集算法,将原问题转化为等式约束子问题序列,并证明其有限终止性,数值实验验证了算法的准确性与稳定性。
2025-11-09 math.OC
A Sequential Quadratic Programming Method for Constrained Multi-objective Optimization Problems
针对不等式约束的多目标最优化问题,提出了一种全局收敛的序列二次规划方法。通过对所有目标函数和约束函数进行线性逼近,得到了一个可行的下降方向。子问题在序列的每一次迭代中都有可行解。一个不可微的罚函数被用来处理约束违反。在Mangasarian-Fromovitz约束规格和其他一些温和的假设下,生成收敛到临界点的下降序列。该方法与现有的方法选择一组合适的测试问题进行比较。
2020-04-30 math.OC
Optimal scaling of the ADMM algorithm for distributed quadratic programming
研究了求解一类分布式二次规划问题的交替方向乘子法(ADMM)算法的最优尺度问题。缩放对应于ADMM步长和松弛因子,以及底层通信图的边权重。我们优化这些参数,以产生最小的收敛因子的算法。明确的表达式推导出的步长和松弛因子,以及相应的收敛因子。数值模拟证明了我们的结果,并强调了最佳缩放ADMM算法的好处。
2014-12-11 math.OC