几类特殊优化问题的数值方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11271086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0405.连续优化
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Mathematical programming with complementarity constraints, semi-infinite programming and minimax optimization are three special kinds of optimization problems which have wide real world applications such as engineering design, optimal control and financial management, etc. However the numerical methods of traditional optimization problems either cannot be applied directly to these problems or have undesirable numerical results. This project aims to put forward a group of new methods with good theoretical convergence and efficient numerical performance regarding the three special kinds of optimization problems mentioned above, together with their derivitives. Our major research content and innovation are the following: (1) to present new smoothing functions, new conversion techniques and new approximation techniques, in order to effectively transform and approximate the objectives; (2) to combine subproblems of new quadratic programming, quadratically constrained quadratic programming and linear equations with the new active set identification, bundle technique and norm-relaxed technique to produce the main search direction and the higher-order correction direction of numerical methods for these problems; (3) to study search technique for effective steps and designing new hybrid line searches which can integrate these three methods: P-strongly sub-feasible direction method, penalty function method and filter method; (4) to weaken the traditional strong assumptions and to obtain the global and superlinear convergence for the proposed numerical methods by using new analyzing methods; (5) to realize the breakthrough of large-scale numerical experiments and developing software packages for practical applications.
互补约束数学规划、半无限规划和极大极小优化等三类特殊优化问题在工程设计、最优控制和金融管理等实际领域有着广泛应用,而传统优化问题的数值方法要么不能直接应用于求解,要么数值效果不理想。本项目以以上三类及其组合衍生的特殊优化问题为研究对象,旨在提出一批具有良好理论收敛性和高效数值表现的新方法。主要研究内容与创新之处有:(1)提出新的光滑化函数、转化技术和逼近技术,对研究对象进行有效转化或近似;(2)使用新型二次规划、二次约束二次规划及线性方程组等子问题,并结合积极集识别新技术、bundle技术和模松弛技术等,构建数值方法的主搜索方向和高阶修正方向;(3)研究有效步长搜索技术,设计P-强次可行方向法、罚函数法及滤子法有机集成的新型杂交线搜索;(4)在减弱传统较强假设条件的基础上,利用新的分析论证技术,获得新数值方法的全局和超线性收敛性;(5)实现大规模数值试验的突破,并制成软件包,以供实际应用。

结项摘要

几类特殊优化问题的数值方法项目始终按原计划展开研究工作,已取得一批有特色、有影响的成果,正式发表学术论文37篇,其中SCI收录20篇,中文核心15篇。成果的主要贡献和创新有:1、非线性极大极小问题的可行下降束方法、序列二次约束二次规划(SQCQP)方法、模松弛序列二次规划(SQP)算法;2、不等式约束优化问题的强次可行原始对偶内点算法、QP-free算法、SQP算法;3、均衡约束优化问题的QP-free类算法和广义梯度投影类算法;4、半无限优化问题的SQCQP模松弛算法和强次可行模松弛SQP算法;5、非光滑约束优化的可行SQP算法、无约束优化的共轭梯度法、乘子交替方向法及非线性半定规划综述。. 在项目经费的资助下,四年期间课题组共主办了4次学术会议、参加了5次学术会议并作学术邀请报告;课题组成员中有1人晋升为教授、3人晋升为副教授、2人晋升为讲师和培养了博士6人,硕士7人。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
不等式约束优化一个可行序列线性方程组算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    运筹学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马国栋;简金宝
  • 通讯作者:
    简金宝
半无限规划离散化问题一个强次可行模松弛SQP算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    系统科学与数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐庆娟;简金宝
  • 通讯作者:
    简金宝
A feasible SQP-GS algorithm for nonconvex, nonsmooth constrained optimization
用于非凸、非光滑约束优化的可行 SQP-GS 算法
  • DOI:
    10.1007/s11075-012-9692-5
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Numerical Algorithms
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Chunming Tang;Shuai Liu;Jinbao Jian;Jianling Li
  • 通讯作者:
    Jianling Li
Superlinearly Convergent Norm-Relaxed SQP Method Based on Active Set Identification and New Line Search for Constrained Minimax Problems
基于活动集辨识和新线搜索的约束极小极大问题的超线性收敛范数松弛SQP方法
  • DOI:
    10.1007/s10957-013-0503-5
  • 发表时间:
    2013-12
  • 期刊:
    Journal of Optimization Theory and Applications
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Jin-bao Jian;Qing-juan Hu;Chun-ming Tang
  • 通讯作者:
    Chun-ming Tang
A Globally and Superlinearly Convergent Primal-dual Interior Point Method for General Constrained Optimization
一般约束优化的全局超线性收敛原对偶内点法
  • DOI:
    10.4208/nmtma.2015.m1338
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Numerical Mathematics: Theory, Methods and Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jianling Li;Jian Lv;Jinbao Jian
  • 通讯作者:
    Jinbao Jian

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其他文献

An improved priority list and neighborhood search method for unit commitment
一种改进的单元承诺优先级列表和邻域搜索方法
  • DOI:
    10.1016/j.ijepes.2014.11.025
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    International Journal of Electrical Power and Energy Systems
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    全然;简金宝;杨林峰
  • 通讯作者:
    杨林峰
变分不等式的几类求解方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    高校应用数学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    简金宝;赖炎连
  • 通讯作者:
    赖炎连
非光滑优化强次可行方向邻近点束方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    广西科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐春明;简金宝
  • 通讯作者:
    简金宝
不等式约束最优化超线性与二次收敛的强次可行SOP算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    数学物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    简金宝
  • 通讯作者:
    简金宝
求解大规模机组组合问题的二阶锥规划方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韦化;简金宝;全然
  • 通讯作者:
    全然

其他文献

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简金宝的其他基金

分块大规模优化的ADMM-SQP型算法理论与应用
  • 批准号:
    11771383
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    48.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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