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非凸盒约束二次规划的扩展三角不等式

最优化与控制 2025-01-17 v1

摘要

Boxn={xRn:0xe}\rm{Box}_n = \{x \in \mathbb{R}^n : 0 \leq x \leq e \},记 QPBn\rm{QPB}_n{(1,x)(1,x):xBoxn}\{(1, x')'(1, x') : x \in \rm{Box}_n\} 的凸包。其中 QQ 为非正半定矩阵的二次规划问题 min{xQx+qx:xBoxn}\min\{x'Q x + q'x : x \in \rm{Box}_n\} 等价于在 QPBn\rm{QPB}_n 上进行线性规划,可在 QPBn\rm{QPB}_n 的可行描述若干可求解。已知 QPB2\rm{QPB}_2 可由 PSD 约束结合运动重构技术(RLT)生成的约束描述。三角(TRI)不等式亦对 QPB3\rm{QPB}_3 有效,但 PSD、RLT 与 TRI 约束组合并未完全刻画 QPB3\rm{QPB}_3。本文描述了针对 QPBn\rm{QPB}_nn3n \geq 3)的新型有效线性不等式,这些不等式基于加强 PSD、RLT 与 TRI 约束对 QPB3\rm{QPB}_3 近似而得。这些新不等式以已知的 QPB3\rm{QPB}_3 的二分描述为基础,系统性地生成。我们还描述了将线性不等式进行锥化强化的方案,其中包含二阶锥约束。我们在计算实验中表明,新的不等式及其锥化强化能够求解部分使用 PSD、RLT 与 TRI 约束无法准确求解的非凸盒约束实例。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.09150,
  title  = {Extended Triangle Inequalities for Nonconvex Box-Constrained Quadratic Programming},
  author = {Kurt M. Anstreicher and Diane Puges},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.09150},
  year   = {2025}
}