×

凸优化乘数交替方向法中的不可行性检测。 (英语) 兹比尔1429.90050

摘要:交替方向乘数法是解决结构化优化问题的一种强大的算子分裂技术。对于凸优化问题,众所周知,只要存在,该算法会生成迭代,从而收敛到一个解。如果不存在解,那么迭代就发散。然而,我们证明,对于具有线性或二次目标函数和二次曲线约束的优化问题,它们可以得到关于问题不可行性的结论性信息,其中包括二次、二阶锥和半定规划。特别地,我们证明了在极限中迭代要么满足一组一阶最优性条件,要么产生原始或对偶不可行的证明。基于这些结果,我们提出了检测原始和对偶不可行的终止准则。

MSC公司:

90C25型 凸面编程
90立方厘米20 二次规划
90C06型 数学规划中的大尺度问题
90C22型 半定规划
65年第68季度 算法和问题复杂性分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

参考文献:

[1] Parikh,N.,Boyd,S.:近似算法。已找到。趋势优化。1(3), 123-231 (2013). https://doi.org/10.1561/24000003 ·数字对象标识代码:10.1561/24000003
[2] Bauschke,H.H.,Borwein,J.M.:关于解决凸可行性问题的投影算法。SIAM版本38(3),367-426(1996)。https://doi.org/10.1137/S0036144593251710 ·Zbl 0865.47039号 ·doi:10.1137/S0036144593251710
[3] Bauschke,H.H.,Combettes,P.L.,Luke,D.R.:在Hilbert空间中寻找相对于两个闭凸集的最佳逼近对。《近似理论杂志》127(2),178-192(2004)。https://doi.org/10.1016/j.jat.2004.02.006 ·Zbl 1050.46021号 ·doi:10.1016/j.jat.2004.02.006
[4] Boley,D.:二次规划或线性规划上乘法器交替方向方法的局部线性收敛性。SIAM J.Optim公司。23(4), 2183-2207 (2013). https://doi.org/10.1137/120878951 ·Zbl 1288.65086号 ·doi:10.1137/120878951
[5] O'Donoghue,B.,Chu,E.,Parikh,N.,Boyd,S.:通过算子分裂和齐次自对偶嵌入实现二次曲线优化。J.优化。理论应用。169(3), 1042-1068 (2016). https://doi.org/10.1007/s10957-016-0892-3 ·Zbl 1342.90136号 ·doi:10.1007/s10957-016-0892-3
[6] Zheng,Y.,Fantuzzi,G.,Papachristodoulou,A.,Goulart,P.,Wynn,A.:稀疏半定程序的算子分裂方法中的弦分解。数学。程序。(2019). https://doi.org/10.1007/s10107-019-01366-3 ·Zbl 1434.90126 ·doi:10.1007/s10107-019-01366-3
[7] O'Donoghue,B.,Stathopoulos,G.,Boyd,S.:最优控制的分裂方法。IEEE传输。控制系统。Technol公司。21(6), 2432-2442 (2013). https://doi.org/10.1109/TCST.2012.2231960 ·doi:10.1109/TCST.2012.2231960
[8] Herez,J.、Goulart,P.、Richter,S.、Constantinides,G.、Kerrigan,E.、Morari,M.:兆赫频率下模型预测控制的嵌入式在线优化。IEEE传输。自动。控制59(12),3238-3251(2014)。https://doi.org/10.109/TAC.2014.2351991 ·Zbl 1360.93235号 ·doi:10.1109/TAC.2014.2351991
[9] Banjac,G.、Stellato,B.、Moehle,N.、Goulart,P.、Bempoad,A.、Boyd,S.:使用OSQP解算器生成嵌入式代码。在:IEEE决策与控制会议(CDC),第1906-1911页(2017)。https://doi.org/10.109/CDC.2017.8263928
[10] Beck,A.,Teboulle,M.:基于梯度的快速算法,用于约束全变差图像去噪和去模糊问题。IEEE传输。图像处理。18(11), 2419-2434 (2009). https://doi.org/10.109/TIP.2009.2028250 ·Zbl 1371.94049号 ·doi:10.1109/TIP.2009.2028250
[11] Combettes,P.L.,Wajs,V.R.:通过近端前向-后向分裂恢复信号。多尺度模型。模拟。4(4), 1168-1200 (2005). https://doi.org/10.1137/050626090 ·Zbl 1179.94031号 ·doi:10.1137/050626090
[12] Combettes,P.L.,Pesquet,J.C.:信号处理中的近距离分裂方法。施普林格Optim。申请。49, 185-212 (2011). https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9569-8_10 ·Zbl 1242.90160号 ·doi:10.1007/978-1-4419-9569-810
[13] Boyd,S.、Parikh,N.、Chu,E.、Peleato,B.、Eckstein,J.:通过交替方向乘数法进行分布式优化和统计学习。已找到。趋势马赫数。学习。3(1), 1-122 (2011). https://doi.org/10.1561/220000016 ·Zbl 1229.90122号 ·doi:10.1561/220000016
[14] Stathopoulos,G.,Shukla,H.,Szucs,A.,Pu,Y.,Jones,C.:控制中的算子分裂方法。已找到。趋势系统。控制3(3),249-362(2016)。https://doi.org/10.1561/26000008网址 ·数字对象标识代码:10.1561/26000008
[15] Bauschke,H.H.,Combettes,P.L.:希尔伯特空间中的凸分析和单调算子理论。施普林格,纽约(2011)。https://doi.org/10.1007/978-1-4419-9467-7 ·Zbl 1218.47001号 ·doi:10.1007/978-1-4419-9467-7
[16] Ghadimi,E.,Teixeira,A.,Shames,I.,Johansson,M.:交替方向乘数法(ADMM)的最佳参数选择:二次问题。IEEE传输。自动。控制60(3),644-658(2015)。https://doi.org/10.1109/TAC.2014.2354892 ·Zbl 1360.90182号 ·doi:10.10109/TAC.2014.2354892
[17] Giselsson,P.,Boyd,S.:Douglas-Rachford分裂和ADMM的线性收敛和度量选择。IEEE传输。自动。控制62(2),532-544(2017)。https://doi.org/10.1109/TAC.2016.2564160 ·Zbl 1364.90256号 ·doi:10.1109/TAC.2016.2564160
[18] Banjac,G.,Goulart,P.:算子分裂方法的紧全局线性收敛速度界。IEEE传输。自动。控制63(12),4126-4139(2018)。https://doi.org/10.1109/TAC.2018.2808442 ·Zbl 1423.90175号 ·doi:10.1109/TAC.2018.2808442
[19] Naik,V.V.,Bempoad,A.:使用加速双梯度投影的嵌入式混合积分二次优化。在:IFAC世界大会,第10723-10728页(2017)。https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.2235
[20] Eckstein,J.,Bertsekas,D.P.:关于最大单调算子的Douglas-Rachford分裂方法和近点算法。数学。程序。55(1), 293-318 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01581204 ·Zbl 0765.90073号 ·doi:10.1007/BF01581204
[21] Bauschke,H.H.,Dao,M.N.,Moursi,W.M.:仿射凸情形下的Douglas-Rachford算法。操作。Res.Lett公司。44(3), 379-382 (2016). https://doi.org/10.1016/j.orl.2016.03.010 ·Zbl 1408.90231号 ·doi:10.1016/j.orl.2016.03.010
[22] Bauschke,H.H.,Moursi,W.M.:两个(不一定相交)仿射子空间的Douglas-Rachford算法。SIAM J.Optim公司。26(2), 968-985 (2016). https://doi.org/10.1137/15M1016989 ·Zbl 1341.47064号 ·doi:10.1137/15M1016989
[23] Bauschke,H.H.,Moursi,W.M.:关于Douglas-Rachford算法。数学。程序。164(1),263-284(2017)。https://doi.org/10.1007/s10107-016-1086-3 ·Zbl 06751028号 ·doi:10.1007/s10107-016-1086-3
[24] Moursi,W.M.:Douglas-Rachford算子在可能不一致的情况下:静态特性和动态行为。不列颠哥伦比亚大学博士论文(2016年)。https://doi.org/10.14288/1.0340501
[25] Raghunathan,A.U.,Di Cairano,S.:凸二次规划乘数交替方向方法中的不可行性检测。参见:IEEE决策与控制会议(CDC),第5819-5824页(2014年)。https://doi.org/10.1109/CDC.2014.7040300
[26] Toh,K.C.:凸二次SDP的不精确原对偶路径跟踪算法。数学。程序。112(1)、221-254(2008)中所述。https://doi.org/10.1007/s10107-006-0088-y ·Zbl 1136.90027号 ·doi:10.1007/s10107-006-0088-y
[27] Henrion,D.,Malick,J.:圆锥优化中的投影方法,第565-600页。施普林格,纽约(2012)。https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0769-0_20 ·Zbl 1334.90105号 ·doi:10.1007/978-1-4614-0769-0_20
[28] Stellato,B.、Banjac,G.、Goulart,P.、Bempoad,A.、Boyd,S.:OSQP:二次规划的算子分裂解算器。arXiv:1711.08013(2018)·Zbl 1452.90236号
[29] Rockafellar,R.T.,Wets,R.J.B.:变分分析。Grundlehren der mathematischen Wissenschaften公司。施普林格,纽约(1998年)。https://doi.org/10.1007/978-3-642-02431-3 ·Zbl 0888.49001号 ·doi:10.1007/978-3-642-02431-3
[30] Lourenço,B.F.,Muramatsu,M.,Tsuchiya,T.:二阶锥规划的弱不可行性。最佳方案。莱特。10(8), 1743-1755 (2016). https://doi.org/10.1007/s11590-015-0982-4 ·Zbl 1391.90578号 ·doi:10.1007/s11590-015-0982-4
[31] Rockafellar,R.T.:凸分析。普林斯顿大学出版社,普林斯顿(1970)·Zbl 0193.18401号
[32] Boyd,S.,Vandenberghe,L.:凸优化。剑桥大学出版社,剑桥(2004)。https://doi.org/10.1017/CBO9780511804441 ·Zbl 1058.90049号 ·doi:10.1017/CBO9780511804441
[33] Gabay,D.:乘数法在变分不等式中的应用。学生数学。申请。(C),299-331(1983)。https://doi.org/10.1016/S0168-2024(08)70034-1 ·doi:10.1016/S0168-2024(08)70034-1
[34] Giselsson,P.,Fält,M.,Boyd,S.:平均算子迭代的线搜索。摘自:IEEE决策与控制会议(CDC),第1015-1022页(2016年)。https://doi.org/10.1109/CDC.2016.7798401
[35] Lions,P.,Mercier,B.:两个非线性算子之和的分裂算法。SIAM J.数字。分析。16(6), 964-979 (1979). https://doi.org/10.1137/0716071 ·Zbl 0426.6500号 ·doi:10.1137/0716071
[36] Pazy,A.:希尔伯特空间中收缩的渐近行为。以色列。数学杂志。9(2), 235-240 (1971). https://doi.org/10.1007/BF02771588 ·Zbl 0225.54032号 ·doi:10.1007/BF02771588
[37] Baillon,J.B.,Bruck,R.E.,Reich,S.:关于Banach空间中非扩张映射和半群的渐近行为。霍斯特。数学杂志。4(1),1-9(1978)·Zbl 0396.47033号
[38] Borchers,B.:SDPLIB 1.2,半定编程测试问题库。最佳方案。方法软件。11(1), 683-690 (1999). https://doi.org/10.1080/10556789908805769 ·Zbl 0973.90522号 ·doi:10.1080/10556789908805769
[39] Ramana,M.V.:半定规划的精确对偶理论及其复杂性含义。数学。程序。77(1), 129-162 (1997). https://doi.org/10.1007/BF02614433 ·Zbl 0890.90144号 ·doi:10.1007/BF02614433
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。