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约束凸规划非精确增广拉格朗日方法的迭代复杂性。 (英语) Zbl 1458.90518号

摘要:增广拉格朗日方法(ALM)已被广泛用于求解约束优化问题。实际上,在ALM框架中更新原始变量的子问题通常只能得到不精确的解决。ALM的收敛性和局部收敛速度已被广泛研究。然而,对于具有非线性不等式约束的问题,不精确ALM的全局收敛速度仍然是开放的。本文研究具有等式和不等式约束的一般凸规划。对于这些问题,我们建立了不精确ALM的全局收敛速度,并根据梯度求值次数估计其迭代复杂性,以产生具有指定精度的原始和/或原始-对偶解。我们首先建立了使用常数惩罚参数或几何递增惩罚参数的不精确ALM的遍历收敛速度结果。基于收敛速度的结果,我们将Nesterov的最优一阶方法应用于每个原始子问题,并估计了不精确ALM的迭代复杂度。我们证明,如果目标是凸的,那么(O(varepsilon^{-1})梯度估计就足以保证原始-从首要目标和可行性违反两方面进行解决。如果目标是强凸的,结果可以改进为\(O(\varepsilon^{-\frac{1}{2}}|\log\varepsilon|)\)。为了产生一个原对偶(varepsilon)解,凸情形需要更多的梯度计算,数值为(O(varepsilon ^{-\frac{4}{3}}),而强凸情形则仍然是(O(\varepsilon^{-\ frac{1}{2}}|\log\varepsion|)。最后,我们建立了使用几何递增惩罚参数的不精确ALM的非正则收敛速度结果。这个结果只针对原始问题成立。我们证明了非遍历迭代复杂性结果与遍历结果的顺序相同。对二次约束二次规划进行了数值实验,比较了不同设置下不精确ALM的性能。

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