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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
ℓ
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。