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运筹学学报 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (2): 81-92.doi: 10.15960/j.cnki.issn.1007-6093.2021.02.006
收稿日期:2019-12-30
出版日期:2021-06-15
发布日期:2021-05-06
通讯作者:
王湘美
E-mail:xmwang2@gzu.edu.cn
作者简介:王湘美 E-mail: xmwang2@gzu.edu.cn基金资助:
Xiaohui QIAN1, Xiangmei WANG1,*(
)
Received:2019-12-30
Online:2021-06-15
Published:2021-05-06
Contact:
Xiangmei WANG
E-mail:xmwang2@gzu.edu.cn
摘要:
研究目标函数是若干光滑函数和的可分离优化问题,提出了一种单位化增量梯度算法。该算法每次子迭代只需要计算一个(或几个)分量函数的单位负梯度方向作为迭代方向。在一定条件下,证明了采用发散步长的单位化增量梯度算法的收敛性。作为应用,新算法和Bertsekas D P,Tsitsikils J N提出的(没有单位化)增量梯度算法分别用来求解稳健估计问题和源定位问题。数值例子表明,新算法优于(没有单位化)增量梯度算法。
中图分类号:
钱晓慧, 王湘美. 一种单位化的增量梯度算法[J]. 运筹学学报, 2021, 25(2): 81-92.
Xiaohui QIAN, Xiangmei WANG. A scaled incremental gradient method[J]. Operations Research Transactions, 2021, 25(2): 81-92.
表1
源定位问题(迭代10 000次)"
| 算法 | xk | |
| 初始点x0=(50, 50) | ||
| IGA[ | (53.345 6, 50.847 7) | 0.323 7 |
| SIGA | (60.872 6, 51.403 1) | 0.179 6 |
| 初始点x0=(60, 60) | ||
| IGA[ | (61.180 5, 58.552 6) | 0.186 5 |
| SIGA | (65.926 0, 52.011 7) | 0.089 2 |
| 初始点x0=(80, 80) | ||
| IGA[ | (76.527 4, 74.571 5) | 0.557 4 |
| SIGA | (69.774 5, 61.519 4) | 0.210 6 |
表2
源定位问题(相同精度ε)"
| 算法 | xk | 迭代次数k | 运行时间t/s |
| 初始点x0=(50, 50), 精度ε=0.3 | |||
| IGA[ | (54.525 5, 51.111 2) | 476 813 | 109.72 |
| SIGA | (54.526 9, 51.115 8) | 59 | 0.10 |
| 初始点x0=(60, 60), 精度ε=0.185 | |||
| IGA[ | (61.383 7, 58.300 0) | 57 280 | 13.10 |
| SIGA | (61.253 2, 58.022 0) | 5 | 0.01 |
| 初始点x0=(80, 80), 精度ε=0.5 | |||
| IGA[ | (75.710 9, 73.123 5) | 233 133 | 54.12 |
| SIGA | (75.566 1, 73.220 3) | 11 | 0.02 |
| 1 |
Bertsekas D P . Incremental least squares methods and the extended kalman filter[J]. SIAM Journal on Optimization, 1996, 6 (3): 807- 822.
doi: 10.1137/S1052623494268522 |
| 2 |
Bertsekas D P . A new class of incremental gradient methods for least squares problems[J]. SIAM Journal on Optimization, 1997, 7 (4): 913- 926.
doi: 10.1137/S1052623495287022 |
| 3 |
Moriyama H , Yamashita N , Fukushima M . The incremental Gauss-Newton algorithm with adaptive stepsize rule[J]. Computational Optimization and Applications, 2003, 26 (2): 107- 141.
doi: 10.1023/A:1025703629626 |
| 4 |
Gurbuzbalaban M , Ozdaglar A , Parrilo P . A globally convergent incremental newton method[J]. Mathematical Programming, 2015, 151 (1): 283- 313.
doi: 10.1007/s10107-015-0897-y |
| 5 |
Blatt D , Hero A , Gauchman H . A convergent incremental gradient method with a constant stepsize[J]. SIAM Journal on Optimization, 2007, 18 (1): 29- 51.
doi: 10.1137/040615961 |
| 6 |
Bottou L , Le Cun Y . On-line learning for very large data sets[J]. Applied Stochastic Models in Business and Industry, 2005, 21 (2): 137- 151.
doi: 10.1002/asmb.538 |
| 7 | Roux N L, Schmidt M, Bach F R. A stochastic gradient method with an exponential convergence rate for finite training sets [C]//ICONIP 2018 2018: 25th International Conference on Neural Information Processing Systems, 2018. |
| 8 |
Grippo L . A class of unconstrained minimization methods for neural network training[J]. Optimization Methods and Software, 1994, 4 (2): 135- 150.
doi: 10.1080/10556789408805583 |
| 9 |
Mangasarian O L , Solodov M V . Serial and parallel backpropagation convergence via nonmonotone perturbed minimization[J]. Optimization Methods and Software, 1994, 4 (2): 103- 116.
doi: 10.1080/10556789408805581 |
| 10 |
Bertsekas D P , Tsitsiklis J N . Gradient convergence in gradient methods with errors[J]. SIAM Journal on Optimization, 2000, 10 (3): 627- 642.
doi: 10.1137/S1052623497331063 |
| 11 | BertsekasD P. 非线性规划[M]. 第2版 北京: 清华大学出版社, 2013. |
| 12 | 王宜举, 修乃华. 非线性最优化理论与方法[M]. 北京: 科学出版社, 2015. |
| 13 | 袁亚湘, 孙文瑜. 最优化理论与方法[M]. 北京: 科学出版社, 2007. |
| 14 | 陈宝林. 最优化理论与算法[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005. |
| 15 | 马昌凤, 柯艺芬, 谢亚君. 最优化计算方法及其MATLAB程序实现[M]. 北京: 国防教育出版社, 2017. |
| 16 | Trefethen . Spectral Methods in MATLAB[M]. New York: SIAM, 2000. |
| 17 | Rabbat M G, Nowak R D. Decentralized source localization and tracking[C]//2004 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, New York: IEEE, 2004. |
| 18 | Sheng X , Hu Y H . Information Processing in Sensor Networks[M]. California: Springer, 2003. |
| 19 |
Chen J C , Yao K , Hudson R E . Source localization and beamforming[J]. IEEE Signal Processing Magazine, 2002, 19, 30- 39.
doi: 10.1109/79.985676 |
| 20 | Huber P . Robust Statistics[M]. New York: John Wiley and Sons, 1981. |
| 21 | Polyak B T . Introduction to Optimization[M]. New York: Chapman & Hall, 1987. |
| 22 | Rey W J J . Introduction to Robust and Quasi-Robust Statistical Methods[M]. Berlin: SpringerVerlag, 1983. |
| 23 | Shor N Z . Minimization Methods for Non-differentiable Functions[M]. Kiev: Naukova Dumka, 1979. |
| [1] | 王祥丰, 曾尚志, 张进, 周金川. 面向非凸非光滑最优化问题的临近类方法寻找“钝化”局部最优解[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 1-23. |
| [2] | 门彦超, 郦旭东. OWL1范数约束回归模型的快速算法[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 24-44. |
| [3] | 曾静, 向耀, 张文燕. 交通均衡问题的适定性[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 58-68. |
| [4] | 王峰, 杭波, 黄金洲, 徐德刚, 张泽宇, 刘佳谋. 一种基于动态情境感知的旅游路径规划方法[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 69-78. |
| [5] | 吴晓宇, 邵虎, 刘鹏杰, 周金诚. 两个充分下降的RMIL型共轭梯度法及图像去噪应用[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 79-92. |
| [6] | 崔恒鑫, 姜帆. 求解单调变分不等式的非精确邻近点算法与投影算法[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 194-208. |
| [7] | 张雪峰, 彭潇, 陈良育, 杨争峰, 曾振柄. 面向混合整数线性规划问题的智能分支定界算法综述[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(2): 237-270. |
| [8] | 魏佳祯, 边伟. 共识优化算法的研究进展综述[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 1-23. |
| [9] | 周允旭, 姚凡军, 高红伟. 区块链赋能数字化转型: 供应链协同运营策略研究[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 61-74. |
| [10] | 赵弘欣, 孔令臣. 分散化投资组合的优化模型和方法研究[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 75-92. |
| [11] | 孙珂, 王金亭, 王钟彬. 基于“排队等待区域娱乐”的经济效益分析[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 93-107. |
| [12] | 许可, 吉兰萍, 宫华, 刘鹏, 孙文娟. 基于拍卖算法的多代理并行机生产运输协调调度[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 121-136. |
| [13] | 王子琦, 王军霖, 徐姿. 一类非凸-非凹极小极大问题的方差缩减梯度下降上升算法[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 197-206. |
| [14] | 杨金佶, 沈春根, 宇振盛. 关于求解平方根损失函数回归问题的自适应邻近梯度-次梯度算法的收敛性分析[J]. 运筹学学报(中英文), 2026, 30(1): 217-234. |
| [15] | 孙瑞卿, 张芮, 兰艳, 李伟东. 提前完工总量最大化问题的LPT算法[J]. 运筹学学报(中英文), 2025, 29(4): 249-254. |
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