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2022 年度 実績報告書

悪条件錐線形計画問題の理論とアルゴリズム

研究課題

研究課題/領域番号 20H04145
研究機関電気通信大学

研究代表者

村松 正和  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (70266071)

研究分担者 山下 真  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20386824)
奥野 貴之  成蹊大学, 理工学部, 准教授 (70711969)
蛯原 義雄  九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (80346080)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード錐線形計画 / 半正定値計画 / 2次錐計画 / 非負システム / 半正定値制約つき非線形半無限計画
研究実績の概要

今年度実施した研究は下の4つのカテゴリに分けられる。どれも錐線形計画と関係の深い研究である。
1. 制御に関する研究. スイッチングを跨ぐ線形時不変離散時間システムのある種のハンケルノルムに関して、非負システムを用いた特徴づけを行ない、そのうちのいくつかが線形計画(LP)および半正定値計画(SDP)として特徴付けられることを示した。
2. 非凸2次制約をもつ非凸2次計画(nonconvex QCQP)に関する研究. Nonconvex QCQP をSOCPで緩和する場合にaggregate sparsity を用いた手法を提案し、これが実際に2次錐の数を減らすことを証明した。また、数値実験により、この緩和が実際にSDP緩和と同等の最適値をもつことを観察した。これにより、本手法を用いて従来よりもはるかに大きな問題の解が求められることになった。
3. 錐制約をもつ非線形最適化問題に対する理論的な研究. 例えば、半正定値制約をもつ非線形半無限計画問題に対して新しいタイプの主双対内点法を提案し、大域的にKKT点に弱収束することを証明した。また、様々な探索方向を用いたSQP法に対して、2-step superlinear convergence を証明した。
4 悪条件錐線形計画の理論. 半正定値計画問題の主双対ペアにおいて、両方が弱状態(弱実行可能か弱実行不可能)である場合は、双対ギャップが正になる可能性がある。これはある意味非常に悪条件な問題であるが、双対ギャップがあるときに、少しだけ主双対ペアを摂動させる問題を考え、その最適値関数の性質を調べた。それは非許容内点法の解析につながった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

3つの研究が同時に進展していて、論文も出ているので、おおむね順調と判断する。

今後の研究の推進方策

このまま進めていきたい。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The l<sub>q</sub>/l<sub>p</sub> Hankel norms of discrete-time positive systems across switching2022

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Y.
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 15 ページ: 109~118

    • DOI

      10.1080/18824889.2022.2090801

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A limiting analysis on regularization of singular SDP and its implication to infeasible interior-point algorithms2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Takashi、Louren?o Bruno F.、Muramatsu Masakazu、Okuno Takayuki
    • 雑誌名

      Mathematical Programming

      巻: 200 ページ: 531~568

    • DOI

      10.1007/s10107-022-01891-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A stabilized sequential quadratic semidefinite programming method for degenerate nonlinear semidefinite programs2022

    • 著者名/発表者名
      Yamakawa Yuya、Okuno Takayuki
    • 雑誌名

      Computational Optimization and Applications

      巻: 83 ページ: 1027~1064

    • DOI

      10.1007/s10589-022-00402-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Primal-dual path following method for nonlinear semi-infinite programs with semi-definite constraints2022

    • 著者名/発表者名
      Okuno Takayuki、Fukushima Masao
    • 雑誌名

      Mathematical Programming

      巻: 199 ページ: 251~303

    • DOI

      10.1007/s10107-022-01827-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploiting aggregate sparsity in second-order cone relaxations for quadratic constrained quadratic programming problems2022

    • 著者名/発表者名
      Sheen Heejune、Yamashita Makoto
    • 雑誌名

      Optimization Methods and Software

      巻: 37 ページ: 753~771

    • DOI

      10.1080/10556788.2020.1827256

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Domain-space conversion と Block factor-width-2 decomposition による疎な半正定値計画問題の高速化2023

    • 著者名/発表者名
      正木崚雅, 山下真
    • 学会等名
      日本経営工学会関東支部2022年度学生論文発表会
  • [学会発表] An Adaptation of Dual Spectral Projected Gradient Method2022

    • 著者名/発表者名
      Namchaisiri Charles, Liu Tianxiang, Makoto Yamashita
    • 学会等名
      International Workshop on Continuous Optimization
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exactly Solving a class of QCQPs via Semidefinite Relaxation with Bipartite Sparsity Patterns2022

    • 著者名/発表者名
      Godai Azuma, Mituhiro Fukuda, Sunyoung Kim, Makoto Yamashita
    • 学会等名
      International Workshop on Continuous Optimization
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Conic Optimization for Drone Ship Routing Problem2022

    • 著者名/発表者名
      Ning-Wen Yang, Makoto Yamashita
    • 学会等名
      International Guest Lecture, World Class Professo
    • 国際学会
  • [備考] 悪条件錐線形計画問題の理論とアルゴリズム

    • URL

      https://muramatsu-lab.jp/seminar/kakenb/

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公開日: 2024-12-25  

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