Mejorando el rendimiento de los algoritmos de optimización utilizando el esquema de tiempo fijo adaptativo y el esquema de reinicio
Autores: Chen, Yuquan; Sun, Yunkang; Wang, Bing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejorando el rendimiento de los algoritmos de optimización utilizando el esquema de tiempo fijo adaptativo y el esquema de reinicio
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Algoritmos de optimización
Algoritmos de alta eficiencia
Teorías de control
Métodos de descenso de gradiente
Problemas de optimización convexa
Esquema de reinicio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Los algoritmos de optimización han jugado un papel importante en muchos campos, y la cuestión de cómo diseñar algoritmos de alta eficiencia ha ganado cada vez más atención, para lo cual se ha demostrado que las teorías de control avanzadas podrían ser útiles. En este documento, se introducen el esquema de tiempo fijo y el esquema de reinicio para diseñar métodos de descenso de gradiente de alta eficiencia para problemas de optimización convexos sin restricciones. Al principio, se presenta un marco de reinicio general para los métodos existentes de descenso de gradiente acelerado basado en la representación sistemática, con lo que se mejora significativamente tanto la velocidad de convergencia como la estabilidad. Luego, se presenta el diseño de un nuevo descenso de gradiente de tiempo fijo adaptativo, que tiene menos parámetros de ajuste y mantiene una mejor robustez ante condiciones iniciales. Sin embargo, su forma discreta introduce un sobreimpulso no deseado y fácilmente conduce a la inestabilidad, por lo que se aplica el esquema de reinicio para superar las desventajas. La convergencia lineal y una mejor estabilidad de los algoritmos propuestos se prueban teóricamente, y finalmente se presentan varios ejemplos de simulación dedicados para validar la efectividad.
Descripción
Los algoritmos de optimización han jugado un papel importante en muchos campos, y la cuestión de cómo diseñar algoritmos de alta eficiencia ha ganado cada vez más atención, para lo cual se ha demostrado que las teorías de control avanzadas podrían ser útiles. En este documento, se introducen el esquema de tiempo fijo y el esquema de reinicio para diseñar métodos de descenso de gradiente de alta eficiencia para problemas de optimización convexos sin restricciones. Al principio, se presenta un marco de reinicio general para los métodos existentes de descenso de gradiente acelerado basado en la representación sistemática, con lo que se mejora significativamente tanto la velocidad de convergencia como la estabilidad. Luego, se presenta el diseño de un nuevo descenso de gradiente de tiempo fijo adaptativo, que tiene menos parámetros de ajuste y mantiene una mejor robustez ante condiciones iniciales. Sin embargo, su forma discreta introduce un sobreimpulso no deseado y fácilmente conduce a la inestabilidad, por lo que se aplica el esquema de reinicio para superar las desventajas. La convergencia lineal y una mejor estabilidad de los algoritmos propuestos se prueban teóricamente, y finalmente se presentan varios ejemplos de simulación dedicados para validar la efectividad.