Smoothing ?1-exact Penalty Method for Intrinsically Constrained Riemannian Optimization Problems
Autores
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Informações:
Publicações do PESC
Este artigo trata do problema de Otimização Riemanniana Restrita (ORR), que envolve minimizar uma função sujeita a restrições de igualdades e desigualdades em variedades Riemannianas. O estudo visa a avançar a teoria de otimização no cenário Riemanniano apresentando e analisando um método do tipo penalidade para resolver problemas de ORR. A abordagem proposta é baseada em técnicas que envolvem suavização da função de penalidade ?1-exata clássica. Este método do tipo penalidade estende pesquisas anteriores incorporando diferentes funções de suavização, refinando os multiplicadores de penalidade e relaxando as qualificações de restrições necessárias para convergência. O método usa a qualificação de restrição estendida de Mangasarian-Fromovitz para garantir a limitação dos multiplicadores de Lagrange e a convergência global para soluções viáveis e ótimas. Além disso, sob a suposição de que os pontos limites são viáveis, é mostrado que esses pontos satisfazem as condições KKT Aproximadas (AKKT). Além disso, quando as AKKT são combinadas com uma qualificação de restrição fraca, é provado que os pontos limites satisfazem as condições KKT. Experimentos numéricos preliminares são realizados para demonstrar a eficácia do método proposto, o que indica que o método aborda efetivamente a complexidade associada aos problemas de ORR.
Palavras-chave: Otimização não-linear, métodos de penalidade, convergência, experimentos computacionais.
This paper deals with the Constrained Riemannian Optimization (CRO) problem, which involves minimizing a function subject to equality and inequality constraints on Riemannian manifolds. The study aims to advance optimization theory in the Riemannian setting by presenting and analyzing a penalty-type method for solving CRO problems. The proposed approach is based on techniques that involve smoothing the classical ?1-exact penalty function. This penalty-type method extends previous research by incorporating different smoothing functions, refining the penalty multipliers, and relaxing the constraints qualifications necessary for convergence. The method uses the extended Mangasarian-Fromovitz constraint qualification to ensure boundedness of Lagrange multipliers and global convergence to feasible and optimal solutions. In addition, under the assumption that the limit points are feasible, it is shown that these points satisfy the Approximate KKT (AKKT) conditions. Furthermore, when AKKT is combined with a weak constraint qualification, it is proved that the limit points satisfy the KKT conditions. Preliminary numerical experiments are conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed method, which indicates that the method effectively addresses the complexity associated with CRO problems.
Keywords: Nonlinear optimization, penalty methods, convergence, numerical experiments.