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2023 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問題 / 半正定値計画問題 / 共正値錐 / 2次錐
研究実績の概要

2022年度に引き続き以下の研究を実施した。
1. リカレント・ニューラルネットワークに対する積分二次制約手法を用いた安定性解析手法に関して、整流線形ユニット(ReLU) をより適切に扱えるように、共正値錐に値をもつ共正乗数を導入した. この枠組みの中で、Zames-Falb乗数やポリトピック境界乗数のような既存の乗数と共に共正乗数(またはその内部近似)を用いることができることを示し、これにより共正乗数の導入がより良い結果を導くことを直接的に保証することができた。
2. 非線形半正定値計画問題に対する主双対内点法に関する研究を実施した。従来、Monteiro-Zhang 探索方向族に関して研究されてきたが、本研究では Monteiro-Tsuchiya 探索方向族に関して、それを用いたアルゴリズムの局所的収束性について論じた。その結果、一般的な仮定のもとで Karush-Kuhn-Tucker 点へ超一時収束することを証明した。
3. 2次制約2次計画(QCQP)に対する半正定値計画緩和の数理的構造の解析を行った。特にQCQPの持つ行列を森構造から2部グラフに拡張した場合に注目をした。非対角成分が非正となっているようなQCQPに対して半正定値計画緩和が厳密な最適値を与えることは既存研究によって知られていたが,これに2部グラフを用いる新しい証明を与え、さらにこれが適用できる範囲を拡張した。
4. 整数制約付きの錐線形計画問題に対し、Benders 分解を用いる方法を検討し、2次錐整数計画問題の場合に小規模な数値実験を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Local convergence of primal?dual interior point methods for nonlinear semidefinite optimization using the Monteiro?Tsuchiya family of search directions2024

    • 著者名/発表者名
      Okuno Takayuki
    • 雑誌名

      Computational Optimization and Applications

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s10589-024-00562-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Linear System Identification With Prior Knowledge by Riemannian Sequential Quadratic Optimization2024

    • 著者名/発表者名
      Obara Mitsuaki、Sato Kazuhiro、Sakamoto Hiroki、Okuno Takayuki、Takeda Akiko
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 69 ページ: 2060~2066

    • DOI

      10.1109/TAC.2023.3318195

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complexity analysis of interior-point methods for second-order stationary points of nonlinear semidefinite optimization problems2023

    • 著者名/発表者名
      Arahata Shun、Okuno Takayuki、Takeda Akiko
    • 雑誌名

      Computational Optimization and Applications

      巻: 86 ページ: 555~598

    • DOI

      10.1007/s10589-023-00501-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Majorization-minimization-based Levenberg?Marquardt method for constrained nonlinear least squares2023

    • 著者名/発表者名
      Marumo Naoki、Okuno Takayuki、Takeda Akiko
    • 雑誌名

      Computational Optimization and Applications

      巻: 84 ページ: 833~874

    • DOI

      10.1007/s10589-022-00447-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability Analysis of Continuous-Time Recurrent Neural Networks by IQC with Copositive Multipliers2023

    • 著者名/発表者名
      Takao Ryota、Fujii Tatsuki、Motooka Hayato、Ebihara Yoshio
    • 雑誌名

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers

      巻: 36 ページ: 17~25

    • DOI

      10.5687/iscie.36.17

    • 査読あり
  • [学会発表] Tight Semidefinite Relaxations for Sign-Indefinite Qcqps with Bipartite Structures2023

    • 著者名/発表者名
      Godai Azuma*, Mituhiro Fukuda, Sunyoung Kim, Makoto Yamashita
    • 学会等名
      SIAM Conference on Optimization 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Tightness conditions of SDP relaxation for QCQPs with bipartite graph structure2023

    • 著者名/発表者名
      Godai Azuma, Mituhiro Fukuda, Sunyoung Kim, Makoto Yamashita*
    • 学会等名
      10th International Congress on Industrial and Applied Mathematics
    • 国際学会
  • [学会発表] 正確なランク1行列補完のための二乗和緩和の疎性構造2023

    • 著者名/発表者名
      東悟大*, Sunyoung Kim, 山下真
    • 学会等名
      シンポジウム:錐線形計画とその周辺
  • [学会発表] Generalized Levenberg-Marquardt method with oracle complexity bound and local convergence2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Marumo,Takayuki Okuno, Akiko Takeda
    • 学会等名
      ICIAM2023Tokyo
    • 国際学会
  • [学会発表] Lp+ Induced Norm Analysis of Linear Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara
    • 学会等名
      Workshop on Uncertain Dynamical Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local Lipschitz Constant Computation of ReLU-FNNs: Upper Bound Computation with Exactness Verification2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Ebihara, X. Dai, T. Yuno, V. Magron, D. Peaucelle, and S. Tarbouriech
    • 学会等名
      The 22nd European Control Conference
    • 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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