Chen Disser (1121212)

Файл №1121212 Chen Disser (Лекции в различных форматах)Chen Disser (1121212)2019-05-09СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

SOLVING NONLINEAR CONSTRAINED OPTIMIZATION PROBLEMSTHROUGH CONSTRAINT PARTITIONINGBYYIXIN CHENB.S., University of Science and Technology of China, 1999M.S., University of Illinois at Urbana-Champaign, 2001c 2005 by Yixin Chen. All rights reserved.DISSERTATIONSubmitted in partial fulfillment of the requirementsfor the degree of Doctor of Philosophy in Computer Sciencein the Graduate College of theUniversity of Illinois at Urbana-Champaign, 2005Urbana, Illinoiscontinuous, and mixed spaces.

It facilitates constraint partitioning by providing a set ofnecessary conditions, one for each subproblem, to characterize the local optima. It furtherAbstractreduces the complexity by defining a much smaller search space in each subproblem forbacktracking. Since resolving the global constraints only incurs a small amount of overhead,our approach leads to a significant reduction of complexity.Our partition-and-resolve approach has achieved substantial improvements over existingIn this dissertation, we propose a general approach that can significantly reduce the complexity in solving discrete, continuous, and mixed constrained nonlinear optimization (NLP)problems.

A key observation we have made is that most application-based NLPs have structured arrangements of constraints. For example, constraints in AI planning are often localized into coherent groups based on their corresponding subgoals. In engineering designproblems, such as the design of a power plant, most constraints exhibit a spatial structurebased on the layout of the physical components. In optimal control applications, constraintsare localized by stages or time.methods in solving AI planning and mathematical programming problems. In this dissertation, we present SGPlan, a planner based on constraint partitioning that has significantlyimproved the solution time and quality on many application domains when compared toother leading planners.

We also describe our implementation that has successfully incorporated ESP with ASPEN, a planning system for spacecraft exploration developed by NASA.The ESP planner performs 100 to 1000 times faster than the original ASPEN on NASA’sbenchmarks and can generate solutions of much higher quality.Constraint partitioning has led to a major breakthrough in solving mathematical pro-We have developed techniques to exploit these constraint structures by partitioning theconstraints into subproblems related by global constraints. Constraint partitioning leads tomuch relaxed subproblems that are significantly easier to solve.

However, there exist globalconstraints relating multiple subproblems that must be resolved. Previous methods cannotexploit such structures using constraint partitioning because they cannot resolve inconsistentgramming problems in operations research and engineering applications. In this dissertation,we have applied our method to solve some large-scale continuous and mixed-integer NLPsin standard benchmarks. We have solved some large-scale problems that were not solvableby other leading optimization packages and have improved the solution quality on manyproblems.global constraints efficiently.We have developed a mathematical theory that provides strong necessary and sufficientanalytical conditions for limiting the subspace to be searched when resolving the globalconstraints. We have proposed the theory of extended saddle points (ESP) to supportconstraint partitioning when solving NLPs.

Based on a novel penalty formulation, ESPoffers a necessary and sufficient condition for constrained local optima of NLPs in discrete,iiiivAcknowledgmentsI would like to thank my advisor, Professor Benjamin W. Wah, for his guidance during thecourse of my graduate study.

He taught me how to find important subjects, define suitableresearch problems, solve problems, and present the results in an informative and interestingway. The problem solving skills I learned from him will be invaluable for my career as ascientist. He also taught me to be confident, persistent, and hard-working in performingresearch.I would like to thank Professors Jiawei Han, Grigore Rosu, and Martin Wong for servingTo my wife, Juan, and my parentson my Ph.D. committee and for providing many useful comments and suggestions.

I wouldlike to thank Professor C. V. Ramamoorthy for his encouragement and support during mygraduate study.I would also like to thank Dr. Tao Wang, Dr. Xiao Su, Dr. Zhe Wu, Dr. Dong Lin, Dr.Minglun Qian, Dr. Honghai Zhang, Hang Yu, Dong Xin, Chih-Wei Hsu, Batu Sat, MarkRichard, and all other members in our research group for providing insightful comments onthe work and for providing a friendly environment for me to work in.I wish to thank my wife, Juan, and my parents for their love and support.Finally, I would like to acknowledge the support of the National Science FoundationGrant IIS 03-12084 and National Aeronautics and Space Administration Grant NCC 2-481.vviTable of Contents2.3.1Discrete-time discrete-state methods .

. . . . . . . . . . . . . . . . .392.3.2Discrete-time mixed-state methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402.3.3Continuous-time mixed-state methods . . . . . . . . . . . . . . . . .402.3.4Remarks on existing planning methods . . . . . . . . . . . . . . . . .41Chapter 33.1List of Tables . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xList of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiiChapter 1Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.1Problem Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.2Observations on Constraint Structure . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .31.2.1Example I: The TRIMLON Benchmark . . . . . . . . . . . . . . . . .31.2.2Example II: The AIRPORT Planning Problem . . . . . . . . . . . . .71.3Research Goal and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111.4Contributions and Significance of Research . . . . . . . . . . . . . . . .

. . .131.5Thesis outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15Chapter 22.1Previous Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Existing Penalty Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182.1.1Global optimal penalty methods . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .202.1.2Local optimal penalty methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25Existing Partitioning Methods for Mathematical Programming . . . . . . . .302.2.1Subspace partitioning methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .312.2.2Separable programming methods . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .352.2.3Remarks on existing partitioning methods . . . . . . . . . . . . . . .38Existing Planning Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383.23.33.4Necessary and Sufficient Extended Saddle-Point Condition . . . . . . . . . .443.1.1ESPC for continuous optimization . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .453.1.2ESPC for discrete optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .493.1.3ESPC for mixed optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .523.1.4Search procedures for finding extended saddle points . . . . . . . . .56ESPC under Constraint Partitioning . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . .593.2.1Basic definitions for partitioned MINLPs . . . . . . . . . . . . . . . .593.2.2Necessary and sufficient ESPC for partitioned subproblems . . . . . .603.2.3The partition-and-resolve procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63Asymptotic Convergence of Stochastic Partitioned Search . . . . . . . .

. . .643.3.1Constraint Partitioned Simulated Annealing (CPSA) Algorithm . . .663.3.2Asymptotic convergence of CPSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82Chapter 44.12.24.22.3viiTheory of Extended Saddle Points . . . .

. . . . . . . . . . . . . 44Applications on Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Applications on PDDL2.2 Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .844.1.1Locality of mutual-exclusion constraints in temporal planning . .

. .854.1.2System architecture of SGPlang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .954.1.3Updating the penalties of violated global constraints . . . . . . . . . 1034.1.4Experimental results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Applications on ASPEN Planning . . . . . . . . . .

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
1,63 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6510
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее