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数值优化(8)——约束优化:引入,梯度投影法

这一节我们会开辟一个全新领域,我们会开始介绍约束优化相关内容。约束优化在某些细节上会与之前内容有所不同,但是主要思路啥都会和我们之前传统方法一致,所以倒也不必担心。 那么我们开始吧。...所以自然需要引入很多额外定义,也就是说在介绍具体方法之前,我们会用大量定义和定理为大家构建一个约束优化问题框架,这样的话在遇到一些约束优化特有的情形时候,就不会感到奇怪。...而要说明向量与空间垂直性,长度这个因素是不用考虑。 下面我们给出约束优化问题中,驻点定义。...所以约束优化情况和无约束情况,至少在这个约束条件下,还是略有不同。 接下来我们来看看 情况。...小结 本节我们主要是在构建一个理解约束优化问题框架,同时我们花很少篇幅给大家介绍了梯度投影法。

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约束优化理论推导

本来是打算解释一下数据包络分析,考虑到原理里面有对偶问题涉及,那就先从原理角度简述一下约束优化对偶优化问题以及kkt条件吧,这同样也是支持向量机中比较核心知识点,笔者在某厂面试时被手推过这个,...最终也是因为解释出来了kkt条件而过了面试,所以重要性还是不言而喻。...一般来讲,约束优化(本文主要针对凸优化)是指在自变量存在约束集合(集合也叫可行域)情况下对目标函数进行最优化求解过程,当然除了我们应该必须形成定式思维拉格朗日罚函数求解方法外,还有一种改良梯度求解法也可以求解...(把梯度下降后新自变量强行映射到可行域中,或者是将梯度约束到可行域构成切线空间中),不过这不是本文重点,但是需要有这个概念,接下来详述本文重点 ?...准备 image.png 对偶问题 image.png 对偶问题与原始问题最优解关系 image.png 那么问题来了等号成立条件是什么呢?这就是kkt条件来源 ?

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约束多目标优化问题取得突破性进展!(附代码下载)

论文第一作者是汕头大学范衠教授,通讯作者是南京航空航天大学蔡昕烨教授。 受限于资源、环境等因素约束,实际工程优化问题不可避免是一个约束条件多目标(节能、环保、经济等目标)优化问题。...目前在学术界,在约束多目标优化方面的研究工作不仅由于其难度大而相对较少,甚至缺乏能够有效测试约束多目标进化算法性能测试问题集。...多样性困难约束: 图1 多样性困难约束函数 2. 可行性困难约束: 图2 可行性困难约束函数 3....收敛性困难约束: 图3 收敛性困难约束函数 三种难度类型约束类似于颜色中三原色,它们之间能够任意组合,生成7种基本难度类型约束(如图4(a)和表1所示)。...图4 难度类型和难度等级示意图 此外,所提出难度可调、目标和约束可扩展约束多目标测试问题构建框架(如下图所示)还可以构造约束高维目标(目标个数大于等于4)优化问题。

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容量约束弧路径问题(CARP)简介

不同于前者,ARP基本特征是车队从一个仓库出发,对所有需要服务边进行作业,而不是在顶点进行服务。弧路径问题大致可以分为三类:中国邮路问题、乡村邮路问题和容量约束弧路径问题。...自1981年Golden和Wong提出容量约束弧路径问题(Capacitated Arc Routing Problem,简称CARP)后,CARP便普遍应用在日常生活中,特别是市政服务方面,如道路洒水车路径规划...表示每辆车p对应路径都是一个偶图; 约束(6)为决策变量取值约束。...,对各个层次确定特定服务任务,隔几天服务一次,主要适用于需求不规律事件,如城市电路检查等不需每天进行服务 时间窗CARP 该问题是指对于某些路径只能在规定某个时间段进行服务,如道路除冰任务一般规定在早上完成...,或者问题中对个别重要路径限制了比较短服务时间窗 补给点CARP 该问题是指车辆在道路进行服务过程中,中途顶点可以对服务车进行原料补充。

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容量约束弧路径问题(CARP)简介

不同于前者,ARP基本特征是车队从一个仓库出发,对所有需要服务边进行作业,而不是在顶点进行服务。弧路径问题大致可以分为三类:中国邮路问题、乡村邮路问题和容量约束弧路径问题。...自1981年Golden和Wong提出容量约束弧路径问题(Capacitated Arc Routing Problem,简称CARP)后,CARP便普遍应用在日常生活中,特别是市政服务方面,如道路洒水车路径规划...表示每辆车p对应路径都是一个偶图; 约束(6)为决策变量取值约束。...,对各个层次确定特定服务任务,隔几天服务一次,主要适用于需求不规律事件,如城市电路检查等不需每天进行服务 时间窗CARP 该问题是指对于某些路径只能在规定某个时间段进行服务,如道路除冰任务一般规定在早上完成...,或者问题中对个别重要路径限制了比较短服务时间窗 补给点CARP 该问题是指车辆在道路进行服务过程中,中途顶点可以对服务车进行原料补充。

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约束优化

约束优化 本篇文档主要介绍无约束优化问题,同时初步介绍解该类问题目前常用一种算法即 Quasi-Newton Method (拟牛顿法)。...在介绍无约束优化问题之前,我们首先会从直观上引入无约束优化概念,并在此基础上引入解这类问题两个重要概念:步长和方向。...1.无约束优化 对无约束优化不熟悉读者也许要问,什么是无约束优化。这里以一个例子来说明该问题。...上图所示为一元函数 f(x)图像,无约束优化问题,即不对定义域或值域做任何限制情况下,求解函数 f(x)小值,上面显示两个小值点:一个为全局小值点,另一个为局部小值点。...理解了上面的无约束优化问题之后,我们就可以开始介绍无约束优化求解过程 了,对于无约束优化求解首先我们需要选择一个初始点 x_0,如下所示: 初始点选择好之后,就可以按照各种不同约束优化求解算法

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约束优化(Constrained optimization)

文章目录 百度百科版本 约束优化(Constrained Optimization),即约束优化问题,是优化问题分支。它是在一系列约束条件下,寻找一组参数值,使某个或某一组函数目标值达到最优。...其中约束条件既可以是等式约束也可以是不等式约束。寻找这一组参数值关键可是:满足约束条件和目标值要达到最优。求解约束问题方法可分为传统方法和进化算法。...查看详情 维基百科版本 在数学优化中,约束优化(在某些上下文中称为约束优化)是 在存在对这些变量约束情况下针对某些变量优化目标函数过程。...目标函数是要最小化成本函数或能量函数,或者要最大化奖励函数或效用函数。...约束可以是硬约束,它为需要满足变量设置条件,或者软约束,如果并且基于不满足变量条件程度,则具有在目标函数中受到惩罚一些变量值。 查看详情

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约束优化问题MATLAB_约束条件下优化问题

,是一种基于Pareto最优解多目标优化算法。...想要进行初步学习可以转至:作者 晓风wangchao,标题 多目标优化算法(一)NSGA-Ⅱ(NSGA2) 支配集与非支配集了解可以参考书籍:《多目标进化优化》或者自行百度,csdn中其他文章。...需要注意是,本文讲解约束条件多目标优化,因此程序中也会掺和一些约束条件,NSGA-Ⅱ适用于解决3维及以下多目标优化问题,即优化目标不大于3。...关于NSGA-Ⅱ约束matlab代码网上已经有公开资源了,在这里用到是MATLAB code for Constrained NSGA II – Dr.S.Baskar, S....**V为优化参量数目,M为目标函数个数,归一化后约束违反值维度为1。

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优化及无约束优化

很多年前,我师兄 Jian Zhu 在这里发表过一个系列《无约束优化》,当时我写下了一段话: 估计有些读者看到这个题目的时候会觉得很数学,和自然语言处理没什么关系,不过如果你听说过最大熵模型、条件随机场...,并且知道它们在自然语言处理中被广泛应用,甚至你明白其核心参数训练算法中有一种叫LBFGS,那么本文就是对这类用于解无约束优化算法Quasi-Newton Method初步介绍。...事实上,无论机器学习还是机器学习中深度学习,数值优化算法都是核心之一,而在这方面,斯坦福大学Stephen Boyd教授等所著《凸优化》堪称经典:Convex Optimization – Boyd...and Vandenberghe ,而且该书英文电子版在该书主页上可以直接免费下载: http://web.stanford.edu/~boyd/cvxbook/bv_cvxbook.pdf 还附带了长达...301页Slides: http://web.stanford.edu/~boyd/cvxbook/bv_cvxslides.pdf 以及额外练习题、相关代码数据文件: http://web.stanford.edu

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Pylon框架:在PyTorch中实现约束损失函数

在Pylon框架中,程序性约束通过PyTorch函数形式被定义和整合到模型训练中,允许开发者将领域知识直接编码到学习过程中,从而指导和优化模型学习行为。...这些约束通常是关于模型预测逻辑规则,它们定义了模型输出必须满足条件。约束函数使得开发者能够将领域知识或业务逻辑直接编码到深度学习模型中,以此来指导和优化模型学习过程。...4、可微分:在Pylon框架中,约束函数被编译成可微分损失函数,这样可以通过标准梯度下降算法来优化模型参数,以最大化满足约束概率。...Pylon可以用来确保投资组合在这些因子上暴露符合特定目标或约束。 5、交易成本优化:交易成本是影响投资回报重要因素。Pylon可以帮助实施最小化交易成本策略,如限制交易频率或交易量。...6、市场影响模型:大型投资组合交易可能会对市场价格产生影响。Pylon可以用来建模这种影响,并作为约束优化交易执行策略。 7、组合再平衡:定期或基于特定信号组合再平衡是量化投资中常见做法。

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公开课精华 | 机器人约束轨迹规划

本文章总结于大疆前技术总监,目前在卡内基梅隆大学读博杨硕博士在深蓝学院关于机器人约束轨迹规划公开课演讲内容。...轨迹规划方法之二:Direct Collocation 直接配点法,放弃获得反馈控制器,而是将轨迹上每一时刻状态和控制量看做一个非线性优化问题决策变量,通过成熟非线性优化领域技术来处理约束。...我们定义如下图所示整个轨迹中所有状态和所有控制,然后定义代价函数和约束,来求解这样优化问题。...直接配点法关键在于约束条件。接下来我们介绍一些常见约束约束一:机器人起始姿态和终止姿态是给定,这两个姿态由其他基于地形优化算法得到。...我们可以给定机器人周围地形图,优化在地形图上站立姿态。 约束二:足尖受到地面作用力(或者说机器人施加给地面的推力)必须处在一个摩擦锥内,这样才能避免足端打滑。

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MIMOSA: 用于分子优化约束分子采样

权重可以编码多个约束,包括相似性约束和药物属性约束,在此基础上选择有前途分子进行下一次预测。...MIMOSA能够灵活地对多种属性和相似性约束进行编码,且高效地生成满足各种属性约束新分子,在成功率方面比最佳基线改进高达49.6%。...3 结果 实验1 优化多个属性 为了评估模型在优化多个药物属性上性能,考虑了以下属性约束组合:(1)优化QED和PLogP;(2)优化DRD和PLogP。...并且MCMC有效率更高直接以非归一化分布操作。所有分子优化方法都在它们学习过程中使用RDKit。 4 结论 本文主要贡献如下: 1)一种新采样框架,可灵活地对多个约束进行编码。...在采样框架下重新制定了分子优化任务,以从目标分布(等式)中提取分子。该框架提供灵活高效多属性和相似性约束编码作为目标分布。 2)通过GNN预训练增强有效采样。

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组合优化(二):换手约束最优模型

接下来给出了一个在约束换手条件下最优模型 优化目标是最大化因子ICIR,约束条件是控制因子自相关性,控制自相关性实际上就是约束换手,之前提过换手和自相关性关系式,推导见上一篇 公式就是这些,...相关性矩阵,特征和刚才提到类似 记下来求解因子权重,模型唯一未知参数是约束条件里自相关性,这里从0.85-0.97进行遍历,对结果进行分析 信息量是比较大,细细品,列几个点...随着自相关性约束升高,动量权重在下降,EP权重在上升,当自相关性高到一定程度后,当期权重就不会再增加了,滞后期权重会上升 扣费后收益,和自相关性关系是抛物线,先升后降,费率越高,最优点对应自相关性越高...首先,前面两个因子合成优化模型看上去有一些道理,但细想了一下,要自己做还是比较复杂,自相关性推导,即使是2个因子,文章里实际上只有滞后两期,如果再多加几期,或者多加几个因子,这个表达式不那么好算...其次,所有的推导都是基于多空假设,国内纯多头约束下,改善有多少,还需要再测试。

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约束优化问题求解

约束优化问题求解方法学习笔记 神经网络中学习过程可以形式化为最小化损失函数问题, 该损失函数一般是由训练误差和正则项组成 损失函数一阶偏导为 损失函数二阶偏导可以使用海塞矩阵 Hessian...二阶求解方法有牛顿法,拟牛顿法,BFGS,L-BFGS 等,用二阶梯度(超曲面)信息求解,计算复杂,收敛快,不需要超参数。 牛顿法 用损失函数二阶偏导数寻找更好训练方向....共轭梯度法 Conjugate gradient, 可认为是梯度下降法和牛顿法中间物, 希望能加速梯度下降收敛速度, 同时避免使用海塞矩阵进行求值、储存和求逆获得必要优化信息....每次迭代, 沿着共轭方向 (conjugate directions) 执行搜索, 所以通常该算法要比沿着梯度下降方向优化收敛得更迅速. 共轭梯度法训练方向是与海塞矩阵共轭....指出 Adam bias-correction 特性帮助 Adam 稍微优于 RMSProp Adadelta 有趣是,很多最新论文,都直接使用了(不带动量项)Vanilla SGD 法,

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如何正确约束时钟—Vivado优化到关键路径

今天给大侠带来硬件设计中教你如何正确约束时钟—Vivado优化到关键路径,话不多说,上货。 现在硬件设计中,大量时钟之间彼此相互连接是很典型现象。...为了保证Vivado优化到关键路径,我们必须要理解时钟之间是如何相互作用,也就是同步和异步时钟之间是如何联系。 同步时钟是彼此联系时钟。...下面是3个场景,你需要使用合适时钟约束处理异步时钟之间关系。...如果你设计中有大量跨时钟域异步时钟,那么你需要对那些时钟互联约束。...”是“干净”,那么这样时钟互联可以被看作是同步,你不需要添加任何时序约束

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oracle中谓词OR语句优化

【背景】 根据研发提供慢SQL,分析Oracle AWR中SQL,并没有发现相同SQL.发现类似SQL,只是谓词条件不一样,咨询研发得知,前端根据登录人角色不同,SQL写法也会变化,通常优化28...原则,虽然这个功能用少,但影响用户体验。...(备注Oracle 11.2.0.4) 【具体SQL】 备注:生产上用最多是mvOrg.CODE等于那个值,加个or后SQL比不加or慢几十倍且性能差....CODE"='120168' OR IS NOT NULL)),filter性能特别差,通常来说filter效率不高(NL特例)--需要进行优化,消除FILTER。...2、本次or前面具备树形层级关系,所以可以通过connect by来改写,必须树形结构层级,因为递归检索,只适合特定场景,否则改写就不等价。

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机器学习数学基础:无约束优化

定义 给定一个目标函数(或称成本函数) ,无约束优化(uncontrained optimization)是指找到 使得 有最小值,即: 若希望找到最大值,将目标函数前面加负号即可。...多变量目标函数 令 为 变量, 为定义域 可导实函数,根据泰勒定理,得: 函数 在点 梯度 : 在 点黑塞矩阵(Hessian) : 则式...若 是正定,即 ,则 , 是 一个局部最小值。 若 是负定, 是 一个局部最大值。...以机器学习直接需要为标准,选择基本数学内容,从工程应用角度给予介绍。...如果不进行拣选,针对机器学习数学内容,不是一本书能够涵盖——太厚书会让人。

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优化AI输出:长度约束指令遵循模型研究

文章主要探讨了在人工智能领域,特别是在指令遵循模型中,如何处理和优化输出响应长度限制问题。...文章认为,许多查询中期望响应长度是模糊,这种模糊性使得评估变得困难,进而影响了使用这些评估信号训练算法。...提出解决方案:作者提出,在评估中应包括进一步消除歧义指令,这些指令规定了期望响应长度。例如,通过添加“答案应少于300个单词”指令,可以明确期望响应长度。...实验结果:使用LIFT方法训练模型在长度受限评估中表现更好,与现有的指令遵循模型相比,违反长度限制情况更少,整体胜率更高。...相关工作:文章还讨论了与模型对齐长度偏见相关工作,以及考虑长度学习方法,特别是在摘要任务中。

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MySQL数据库——表约束(非空约束、唯一约束、主键约束、外键约束)

目录 1 表约束 约束,是对表中数据进行限定,保证数据正确性、有效性和完整性,约束分为以下几类: 主键约束:primary key 非空约束:not null 唯一约束:unique 外键约束:foreign...UNIQUE ); 注意:MySQL中唯一约束限定值可以有多个null 2)删除唯一约束: -- alter table stu modify number varchar(20); 不同于非空约束删除方法...主键约束:primary key 1)注意: 若某一列添加了该约束,则代表了非空,且唯一; 一张表只能有一个字段为主键; 主键就是表中记录唯一标识; 2)创建表时添加主键约束 CREATE TABLE...以上仍然存在一个问题,当在员工表中输入不存部门时,数据依然可以添加,不符合实际,因此,这里就可以通过使用外键约束来解决。 【概念】什么是外键约束?...外键,就是从表中与主表主键对应那一列,如:员工表中dep_id,其中,主表是一方,用来约束别人表,从表可以是多方,被别人约束表。 注意:外键可以为NULL,但是不能是不存在外键值。 ?

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基于Msnhnet实现最优化问题(中)一(无约束优化问题)

接上文:基于Msnhnet实现最优化问题(上)SGD&&牛顿法 1....这样就引入了阻尼牛顿法,阻尼牛顿法最核心一点在于可以修改每次迭代步长,通过沿着牛顿法确定方向一维搜索最优步长,最终选择使得函数值最小步长。 补充:一维搜索非精确搜索方法。...Armijo条件(控制步长太大) 满足Armijo条件点为 和 区间点. ?...,然后沿着 方向做一维搜索.不同构建 方法有不同拟牛顿法.特点:1.不用求Hessian矩阵; 2.不用求逆;拟牛顿条件 - DFP法不含二阶导数矩阵 (这里写成 区分 )代替...Andreas Antoniou Wu-Sheng Lu 最优化理论与算法. 陈宝林 数值最优化方法.

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