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非凸优化问题的两类交替方向乘子法

非凸优化问题的两类交替方向乘子法

作者：雷宏旺重庆师范大学

学位级别：硕士

非凸优化问题广泛出现在稀疏优化、压缩感知、数据挖掘、图像去噪及机器学习等众多实际前沿问题中,交替方向乘子法是有效求解凸优化问题的迭代算法,当目标函数为非凸的情况时,该算法的收敛性或许无法保证.本文主要研究了求解带线性等式... 详细信息

非凸优化问题广泛出现在稀疏优化、压缩感知、数据挖掘、图像去噪及机器学习等众多实际前沿问题中,交替方向乘子法是有效求解凸优化问题的迭代算法,当目标函数为非凸的情况时,该算法的收敛性或许无法保证.本文主要研究了求解带线性等式约束的两类非凸可分优化问题的两类改进的交替方向乘子法.研究内容如下:第一部分,针对一类三块可分非凸优化问题,提出了一类正则化交替方向乘子法.首先,本文建立了该算法的全局收敛性.其次,在增广拉格朗日函数满足KL性质的条件下,我们证明了算法的强收敛性,最后,通过数值实验验证了算法的有效性.第二部分,针对一类两块可分非凸优化问题,提出了一种惯性对称正则化交替方向乘子法.该方法在对称交替方向法的基础上结合了正则化和惯性的基本思想,利用当前迭代信息和上一步迭代信息产生新的迭代点,从而加速了算法的收敛,并且此方法还具有一定的松弛参数范围,在实际应用中,可做恰当的选取.本文建立了该算法的全局收敛性,并且在效益函数满足KL性质时,证明了算法的强收敛性,最后,利用数值实验验证了算法的有效性.

关键词：非凸问题交替方向乘子法正则化 KL性质惯性收敛性

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三块非凸优化问题正则化交替方向法的收敛性

重庆师范大学学报（自然科学版） 2021年第3期38卷 6-15页

作者：雷宏旺彭建文重庆师范大学数学科学学院重庆401331

【目的】针对一类三块非凸优化问题,提出一种正则化交替方向法。【方法】为了更易求得唯一的点(x^(k+1),y^(k+1),z^(k+1)),在原始乘子交替方向法的框架下,对x子问题和y子问题同时添加一个临近项来正则化原始子问题。【结果】在增广拉格... 详细信息

【目的】针对一类三块非凸优化问题,提出一种正则化交替方向法。【方法】为了更易求得唯一的点(x^(k+1),y^(k+1),z^(k+1)),在原始乘子交替方向法的框架下,对x子问题和y子问题同时添加一个临近项来正则化原始子问题。【结果】在增广拉格朗日函数满足KL性质且惩罚参数充分大的条件下,由算法生成的迭代序列的任何聚点都是增广拉格朗日函数的稳定点。【结论】数值算例结果验证了此算法的有效性。

关键词：交替方向法 Kurdyka-Lojasiewicz性质稳定点

开封地区砂岩孔隙热储回灌化学堵塞数值模拟研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 225-235页

作者：黄艳艳那金雷宏武长江大学资源与环境学院武汉430100 岩土力学和工程国家重点实验室中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071

以开封圳宇花园的地热开发过程为研究对象,利用TOUGHREACT程序构建三维砂岩孔隙热储层的温度场-化学场-渗流场多场耦合模型,并对主要影响因素进行敏感性分析,探究地热回灌过程对热储层化学堵塞过程的影响。热储层中方解石、石英、伊利... 详细信息

以开封圳宇花园的地热开发过程为研究对象,利用TOUGHREACT程序构建三维砂岩孔隙热储层的温度场-化学场-渗流场多场耦合模型,并对主要影响因素进行敏感性分析,探究地热回灌过程对热储层化学堵塞过程的影响。热储层中方解石、石英、伊利石、钙-蒙脱石、二氧化硅矿物沉淀,钾长石、钠长石和白云石矿物溶解,其中方解石矿物为主要沉淀矿物,堵塞回灌井热储层,导致孔隙度降低约10%。回灌过程中回灌水注入流速、温度、井间距的改变影响地热水回灌过程中方解石沉淀,从而导致热储层孔隙度变化。

关键词：地热井方解石孔隙度化学堵塞 THC耦合 TOUGHREACT程序

速率分割多址接入系统中的协作中继传输策略与优化

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北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 58-65页

作者：雷维嘉张智雷宏江唐宏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

针对两用户系统提出了一种基于速率分割多址接入的协作中继传输策略。首先设计了系统效益函数,以更完善的方式评估协作速率分割多址接入系统的能量成本;然后以最大化系统效益为目标,对预编码矩阵、公共速率分配、发射功率和时间分配进... 详细信息

针对两用户系统提出了一种基于速率分割多址接入的协作中继传输策略。首先设计了系统效益函数,以更完善的方式评估协作速率分割多址接入系统的能量成本;然后以最大化系统效益为目标,对预编码矩阵、公共速率分配、发射功率和时间分配进行了联合优化;采用黄金分割搜索法和逐次凸逼近等方法将非凸问题转化为凸问题,并进行了求解。仿真结果显示,与基准方案相比,所提方案能够实现更高的系统效益。

关键词：速率分割多址接入协作中继优化

智能反射表面辅助的非正交多址接入系统用户分组、波束赋形与相移的优化

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 858-866页

作者：雷维嘉于顺洪雷宏江唐宏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

该文研究智能反射表面(IRS)辅助的多天线非正交多址接入(NOMA)网络中用户分组、发送波束赋形、相移等的联合优化问题。系统中1个分组分配1个波束并在组内进行连续干扰消除检测。该文提出一种不依赖于发送波束赋形和IRS相移的用户分组配... 详细信息

该文研究智能反射表面(IRS)辅助的多天线非正交多址接入(NOMA)网络中用户分组、发送波束赋形、相移等的联合优化问题。系统中1个分组分配1个波束并在组内进行连续干扰消除检测。该文提出一种不依赖于发送波束赋形和IRS相移的用户分组配对策略,将用户分组与其他优化分离,显著降低了优化问题求解的难度和计算复杂度。进一步,联合优化基站发送波束赋形、功率分配和IRS相移矩阵,最小化基站的总发送功率。原始优化问题是一个多变量相互耦合的非凸优化问题,利用松弛变量、连续凸逼近、半定松弛、交替迭代优化等方法将原问题转化为凸问题并求解。仿真结果显示,相较于1个用户1个波束的方案,所提方案在基站天线数较少时性能更优,而在天线数较多时也与该对比方案非常接近,但所提方案的优化计算复杂度更低。而对比采用不同分组算法、随机IRS相移方案、最大比发射方案,以及无IRS的方案,所提方案的性能始终更优。

关键词：智能反射表面非正交多址接入用户分组波束赋形

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时间反转直扩通信系统及性能分析

电子学报 2024年第1期52卷 69-80页

作者：雷维嘉邹梦婷雷宏江唐宏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

时间反转传输技术的空时聚焦特性能够有效地提升通信系统的性能.本文设计了一种将时间反转技术应用于直扩通信系统的方案,并对多径衰落信道下单用户和多用户系统的接收信干噪比、系统容量、误比特率等性能进行了理论分析与仿真验证.理... 详细信息

时间反转传输技术的空时聚焦特性能够有效地提升通信系统的性能.本文设计了一种将时间反转技术应用于直扩通信系统的方案,并对多径衰落信道下单用户和多用户系统的接收信干噪比、系统容量、误比特率等性能进行了理论分析与仿真验证.理论与仿真结果表明,通过时间反转预处理,直扩通信系统的性能得到了改善,且优于复杂度较高的多通道Rake接收的系统,且多径数目越多,优势越明显.

关键词：直接序列扩频时间反转 Rake接收机系统容量误比特率

基于数值模拟的CO_(2)地质封存项目井筒泄漏风险定量化评价方法

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 195-205页

作者：甘满光雷宏武张力为李小春李琦中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)... 详细信息

为评估CO_(2)地质封存场地的CO_(2)沿井筒泄漏风险,介绍了自主研发的可对CO_(2)井筒泄漏风险进行定量化评价的数值模拟WellRisk软件,将软件应用于实际CO_(2)地质封存场地--神华鄂尔多斯CO_(2)咸水层封存示范工程,定量评估该场地CO_(2)沿注入井和监测井的泄漏量,并将软件模拟结果与美国能源部开发的NRAP–IAM–CS(The national risk assessment partnership–integrated assessment model–carbon storage)软件模拟结果进行对比,实现了CO_(2)沿井筒泄漏风险的定量化评价。定义了井筒泄漏系数,即井筒发生泄漏的有效截面积和井筒总截面积的比值,并将井筒泄漏系数作为量化表征井筒固井质量的重要参数。当泄漏系数取值为10^(–6)时,神华CO_(2)地质封存场地在1000 a内的总泄漏量为720 tCO_(2),占总注入量的0.24%,小于IPCC的风险阈值1%。因此,泄漏系数为10^(–6)或更低的井筒是低风险泄漏井,具有良好的固井质量,对应于NRAP–IAM–CS软件中井筒渗透率低于10^(–12)m^(2)的情况。泄漏系数为10–5或更高的井筒是高风险泄漏井,具有较差的固井质量。WellRisk和NRAP–IAM–CS的计算结果均表明,当注入井和监测井的固井质量良好时,神华CO_(2)地质封存场地基本不存在CO_(2)泄漏风险。

关键词： CO_(2)地质封存 CO_(2)泄漏井筒风险评估固井

乳酸菌与酵母菌混合发酵羊奶酒的理化特性、抗氧化活性及香气分析

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食品工业科技 2024年

作者：及祥吴彩云雷宏杰西北农林科技大学食品科学与工程学院

本研究以纯山羊奶为原料，利用六株乳酸菌分别与酿酒酵母混合发酵纯山羊奶制备羊奶酒，以酿酒酵母单一发酵的羊奶酒为对照，分析羊奶发酵过程中的理化特性、色值、抗氧化活性以及挥发性成分的变化。结果表明，与对照组相比，接种乳酸菌... 详细信息

本研究以纯山羊奶为原料，利用六株乳酸菌分别与酿酒酵母混合发酵纯山羊奶制备羊奶酒，以酿酒酵母单一发酵的羊奶酒为对照，分析羊奶发酵过程中的理化特性、色值、抗氧化活性以及挥发性成分的变化。结果表明，与对照组相比，接种乳酸菌可加快羊奶酒在发酵初期总糖含量的下降，其中添加发酵乳杆菌的羊奶酒发酵1 d后的总糖含量下降最快，由469.46 g/L降低至210.41 g/L。添加乳酸菌发酵会使羊奶酒的ABTS+自由基清除能力与羟自由基清除能力显著提高(P＜0.05)，其中嗜酸乳杆菌发酵羊奶酒的ABTS+自由基清除能力与羟自由基清除能力最高，分别比对照组高9.94%、37.75%。此外，接种嗜酸乳杆菌发酵的羊奶酒挥发性化合物含量最高(2688.30 mg/L)，减少了醇类和酸类物质含量，使羊奶酒的膻味降低，同时生成了环戊酮、乳酸乙酯、己酸乙酯等新的挥发性物质，赋予了羊奶酒新的香气特征。嗜酸乳杆菌和酿酒酵母混合发酵羊奶酒不仅创新了羊奶酒的酿造工艺，还为羊奶酒的脱膻处理提供了理论依据。

关键词：羊奶酒酿酒酵母乳酸菌发酵香气成分

基于GPS-惯性数据的激光大气数据系统标定方法

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 308-313页

作者：李彬雷宏杰岳亚洲周原田哲铭乔金良中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所西安710065 飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室西安710065

激光大气数据系统由于系统测量精度较高以及测量区域范围较大,目前尚无有效的高精度标定手段。针对这一问题,提出一种直线折返测速法,可以消除大气中风速的影响,将消除风速影响后的空速数据与GPS-惯性组合导航系统测量的地速数据进行对... 详细信息

激光大气数据系统由于系统测量精度较高以及测量区域范围较大,目前尚无有效的高精度标定手段。针对这一问题,提出一种直线折返测速法,可以消除大气中风速的影响,将消除风速影响后的空速数据与GPS-惯性组合导航系统测量的地速数据进行对比分析,以评价激光大气数据系统真空速测量性能。分析了所提方法的各类测量误差以及理论极限精度。飞行实验结果表明,所提方法测量精度优于0.5 m/s,接近理论误差极限,可以用来标定激光大气数据系统,为激光大气数据系统标定技术的发展和应用提供参考。

关键词：激光大气数据系统空速组合导航系统标定