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1.4 非仿射扰动

在第一次阅读时,可以跳过此部分。

到目前为止,我们假设一个不确定LO问题的不确定数据是由一个封闭凸集 Z 中的扰动向量 ζ 仿射参数化的。我们已经看到,这个假设,加上 Z 是计算易处理的假设,意味着RC的可处理性。当扰动以非线性方式输入不确定数据时会发生什么?不失一般性,假设不确定数据中每项 a 都是以下形式

其中 是给定系数(取决于相关数据项), f 1 ζ ,…, f K ζ 是某些基础函数,定义在扰动集 Z 上的函数可能是非仿射的。不失一般性地假设目标函数是确定的,我们仍然可以定义不确定问题的RC作为最小化原始目标函数问题的鲁棒可行解,那些对任何值的数据都可行的解来自 ζ Z ,但这个RC的易处理性呢?一个直接的观察结果是,非线性扰动数据的情况可以立即简化为数据受到仿射扰动的情况。为此,只要从原始扰动向量 ζ 传递到以下新的向量就足够了。

因此,不确定数据成为新的扰动向量 的仿射函数,该扰动向量 在映射 下穿过原始不确定性集 Z 的像 。正如我们所知,在仿射数据扰动的情况下,当用其封闭凸包替换一个给定的扰动集时,RC保持完整。因此,我们可以将不确定LO问题看作仿射扰动问题,其中扰动向量是 ,该向量通过封闭凸集 。可以看到,从形式上讲,一般型扰动的情况可以简化为仿射扰动之一。不幸的是,这并不意味着非仿射扰动不会造成困难。事实上,为了最终得到一个计算上易于处理的RC,我们需要的不只是扰动的仿射性和扰动集的凸性——我们需要这个集合在计算上是易于处理的。即使 Z 和非线性映射 都很简单,集合 可能无法满足这一要求,例如,当 Z 是一个盒且 时(当不确定数据被原始扰动 ζ 二次扰动时)。

我们将介绍两个一般的情况,其中没有发生刚刚概述的困难(关于理由和更多的例子,请参见14.3.2节)。

椭球扰动集 Z 二次扰动 。这里 Z 是一个椭球,基本函数 f k 是常数、 ζ 的坐标和这些坐标的两两乘积。这意味着不确定的数据项是扰动的二次函数。我们可以假设椭球 Z 以原点为中心: ,其中Ker Q ={0}。在这种情况下,将 作为矩阵

我们可以得到下列的半定表示

(关于证明,请参阅引理14.3.7。)

可分离的多面体扰动 。扰动结构如下: ζ 通过盒 运行,不确定数据项的形式是

其中 是给定次数不超过 d 的代数多项式;换句话说,基本函数可以分为 L 组,第 组的函数为 。因此,函数 由下式给定:

设置 ,我们得出结论 可以与集合 一起定义,由此 是集合 ,其中 P =Conv( P )。需要注意的是,设置 P 是一个显式半定表示,参见引理14.3.4。 5UwJ6iujRomRmCqHWIWZBvY5j5HgemtNxH2ZavOXz8/TO9vb1Val0An4OJuraiof

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