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极大极小问题(min-max problem)是数学规划领域中一类典型的不可微优化问题,它要求函数在极大的条件下求目标函数的极小值。由于极大值函数的不可微性,本文的主要工作就是寻求一种新的逼近函数,来逼近极大值函数,从而把不可微问题化归为光滑问题来求解,这样就可以使用许多有效的求解光滑无约束问题的算法。
首先,介绍了选题的背景和研究意义,极大极小问题的研究现状以及本文的主要工作与内容安排;概述了极大极小问题与无约束优化算法的基本知识与基本理论,包括基本概念、定理和最优性条件以及一些已有的无约束优化算法。
其次,针对目标函数的不可微性,构造出了一种新的逼近函数,来逼近极大值函数,从而把不可微问题化归为光滑问题来求解。随后,讨论了该逼近函数的若干性质,并逐步证明了用该逼近函数解决极大极小问题是可行且有效的。在此基础上,构造了一类具有大范围收敛性的算法,并给出了相应的收敛性证明和结果。
最后,给出了实验函数,对其进行数值试验,并和已有的一些算法进行了比较。数值结果表明,用本文构造的逼近函数来逼近极大值函数,并采用本文构造的具有大范围收敛性的算法,其中结合了已有的无约束优化算法,最终解决极大极小问题的方法具有收敛速度快,迭代次数少的特点。