梯度投影法

更新时间:2023-01-09 12:46

梯度投影法(gradient projection method)是利用梯度的投影技巧求约束非线性规划问题最优解的一种方法。

概念

梯度投影法(gradient projection method)利用梯度的投影技巧求约束非线性规划问题最优解的一种方法。

求带线性约束的非线性规划问题更为有效。它是从一个基本可行解开始,由约束条件确定出凸约束集边界上梯度的投影,以便求出下次的搜索方向和步长。每次搜索后,都要进行检验,直到满足精度要求为止。这种方法是罗森于1960年提出的,戈德福布和拉匹塔斯于1968年作了改进。

基本原理

考虑最优化问题

其中 , 。

的可行域记为 ,对任意 ,令

定理1:设 ,则 为 在 处的可行方向的充分必要条件

推论1:设 是 在 处的可行方向,令

则对任意 ,有 。

定义1:设 是 阶实对称矩阵,如果 ,则称 是投影矩阵。

定理2:设 是 阶投影矩阵,则

(1) 是半正定矩阵

(2) 也是投影矩阵;

(3)线性子空间 与 正交,其中

(4)对任意 ,有唯一分解式

定理3:设 且 ,记

如果 ,则

(1) 是投影矩阵;

(2)当 时, 是 在 处的可行下降方向。

定理4:设满足定理3的条件且,令

(1)如果,则是的点;

(2)如果,令

则是投影矩阵,且是在处的可行下降方向。

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