Использование методов линейного программирования для решения оптимальных задач оценивания и коррекции
Диссертация
В процессе решения как обобщенной, так и обычной задачи линейного программирования могут возникать (и возникают, как показывает опыт) большое количество вырожденных итераций, при проведении которых целевая функция не изменяется. Это связано с тем, что для вырожденного плана обычно используемые достаточные условия оптимальности не являются, вообще говоря, необходимыми. При этом резко снижается… Читать ещё >
Содержание
- 0. 1. Общая характеристика работы
- 0. 2. Краткое содержание работы
- 1. 1. Представление весовых матриц, определяющих заданную оценку наименьших квадратов
- 1. 1. 1. Введение
- 1. 1. 2. Некоторые сведения из теории матриц
- 1. 1. 3. Основные результаты
- 1. 1. 4. Пример
- 1. 1. 5. О применении полученных результатов
- 1. 2. Выбор мешающих параметров в схеме линейной регрессии и множество линейных несмещенных алгоритмов оценивания
- 1. 2. 1. Модель оценивания
- 1. 2. 2. Эквивалентность множеств всевозможных линейных несмещенных оценок при различном выборе мешающих параметров
- 1. 2. 3. Эквивалентность множества всех оценок метода наименьших квадратов и линейных несмещенных оценок при различном выборе вектора мешающих параметров
- 1. 2. 4. Ошибки линейного оценивания
- 1. 3. Вычисление гарантированных характеристик точности оценивания при наличии немоделируемых возмущений
- 1. 3. 1. Метод наименьших квадратов и ошибка оценивания для линейного приближения
- 1. 3. 2. Вычисление гарантированной ошибки линейного оценивания
- 2. 1. Классический и гарантирующий подходы к оптимизации оценивателя, их преимущества и недостатки
- 2. 1. 1. Классический подход к оптимизации оценивателя и его практические недостатки
- 2. 1. 2. Гарантирующий подход к вычислению точности оценивания
- 2. 2. Сравнение решений задач оптимального оценивания в двух простейших случаях при гарантирующем и классическом подходах
- 2. 2. 1. Задача о выборе оптимального оценивателя при возможности повторения измерений и ограничении на их общее число
- 2. 2. 2. Оптимизация гарантированной дисперсии Их
- 2. 2. 3. Минимаксная задача оценивания при ограниченных по модулю ошибках измерений
- 2. 3. Оптимальная задача линейной идеальной коррекции и обобщенное линейное программирование
- 3. 1. Теория решения вырожденной задачи линейного программирования
- 3. 1. 1. Введение
- 3. 1. 2. Основные теоремы
- 3. 1. 3. Описание алгоритма
- 3. 1. 4. Эквивалентный критерий оптимальности и дополнения к алгоритму
- 3. 1. 5. Практические результаты
- 3. 2. Обобщенная задача линейного программирования
- 3. 2. 1. Виды обобщенных задач и соотношения между ними
- 3. 2. 2. Критерий оптимальности для обобщенной задачи линейного программирования
- 3. 2. 3. О сходимости алгоритма генерации столбцов
- 3. 2. 4. Об эквивалентном критерии оптимальности и дополнениях к алгоритму
- 4. 1. Задачи Ь- и МУ-оптимального планирования и исторический комментарий
- 4. 1. 1. Постановка задачи
- 4. 2. Сведение Ь -задачи к задаче оптимальной линейной импульсной коррекции и алгоритм ее решения
- 4. 2. 1. Необходимое и достаточное условие оптимальности ¿-задачи
- 4. 2. 2. Получение оптимального плана с минимальным числом положительных компонент
- 4. 2. 3. Алгоритм решения задачи (2.4)
- 4. 3. Сведение МУ8 -задачи к параметрической задаче оптимальной линейной импульсной коррекции и алгоритм ее решения
- 4. 3. 1. Редукция задачи (3.2) к задаче многомерной максимизации и алгоритм ее решения
- 4. 4. Нахождение аналитического решения для случая для случая полиномиальной регрессии
- 4. 5. Оптимальное планирование лазерных наблюдений спутников ЛАГЕОС-1,
- 4. 5. 1. Введение
- 4. 5. 2. Математическая постановка задачи
- 4. 5. 3. Проверка алгоритмов на примере определения координат полюса Земли
Список литературы
- Бажинов И.К., Почукаев В. Н. Оптимальное планирование навигационных измерений в космическом полете. М.: Машиностроение, 1976.
- Бахшиян Б.Ц. Выбор оптимальных моментов независимых траекторных измерений // Косм, исследования. 1970. Т.8. № 1. С. 3−7.
- Бахшиян Б.Ц. Некоторые задачи оценки точности прогнозирования парметров траектории и алгоритмы их решения // Косм, исследования. 1974. Т.12. № 6. С. 811−818.
- Бахшиян Б.Ц. Комбинаторный метод решения задачи оптимальной коррекции траектории при ограничении на число импульсов // Косм, исследования. 1976. Т.14/ № 4. С. 630−632.
- Бахшиян Б.Ц. Представление весовых матриц, определяющих заданную оценку наименьших квадратов // Навигационная привязка и статистическая обработка космической информации. М.: Наука, 1983, С. 81−90.
- Бахшиян Б.Ц. Решение вырожденной и обобщенной задач линейного программирования на основе критериев оптимальности: Препринт № 1265. М.: Ин-т космических исследований АН СССР, 1987.
- Бахшиян Б.Ц. Гарантированные характеристики точности линейного оценивания, их свойства и применение. Препринт № 1332. М.: Ин-т космических исследований АН СССР, 1987.
- Бахшиян Б.Ц. Симплексный алгоритм решения оптимальной задачи гарантирующего оценивания с немоделируемыми возмущениями // Косм, исследования. 1988. Т.26 N ° 1. С. 127−141.
- Бахшиян Б.Ц. Критерии оптимальности и алгоритмы решения вырожденной и обобщенной задач линейного программирования // Экономика и мат. методы. 1989. Т.28. № 2. С. 314−324.
- Бахшиян Б.Ц. Эффективный симплексный алгоритм для некоторых задач минимаксного оценивания. Седьмая Всесоюзная конференция «Управление в механических системах». Тезисы докладов. г. Свердловск. 1990, С. 12.
- Бахшиян Б.Ц. Критерий оптимальности и алгоритм решения обобщенной задачи линейного программирования. «Понтря-гинские чтения-VII». Тезисы докладов. г. Воронеж. 1996, С. 31.
- Бахшиян Б.Ц. О решении проблемы моментов методами линейного программировавния. Тезисы докладов конф. «Математическое программирование и приложения.» Ин-т математики и механики, г. Екатеринбург. 1999.
- Бахшиян Б.Ц. Теория и симплексные алгоритмы решения задач L-, MV- и Е-оптимального планирования эксперимента. Тезисы докладов конф. «Механика, управление и информатика. 1999, http://www.iki.rssi.ru/seminar.
- Бахшиян Б.Ц., Баюк О. А., Филимонов В. О. Оптимальное планирование лазерных наблюдений спутников ЛАГЕОС 1, 2 //Космическая геодезия и современная геодинамика. Москва: Наука, 1996, С.205−221.
- Бахшиян Б.Ц., М.И.Войсковский, Ч. В. Пак. Об оптимальной линейной идеальной коррекции при ограничениях на корректирующие импульсы //Космические исследования. 1997.Т.35. № 4. С. 387−395.
- Бахшиян Б.Ц., М.И.Войсковский О решении проблемы моментов методами линейного программирования // Вестник Тамбовского Университета, 2000, Т.5, вып.4. С. 412−413.
- Бахшиян Б.Ц., Матасов А. И., Федяев К. С. О решении вырожденных задач линейного программирования. Автоматика и телемеханика. 2000. № 1. С.105−117.
- Бахшиян Б.Ц., Назиров P.P., Эльясберг П. Е. Определение и коррекция движения. М.: Наука, 1980.
- Вахшиян В.Ц., Назиров P.P., Элъясберг П. Е. Оптимизация определения орбиты при неполном знании ковариационной матрицы и математического ожидания ошибок // Космические исследования. 1977. Т.15. № 5. С. 658−667.
- Бахшиян Б.Ц., Соловьев В. Н. Применение теоремы двойственности к задаче оптимального гарантирующего оценивания оце-нивания//Космич. исследования. 1990. Т.28. № 2. С.163−169.
- Бахшиян Б.Ц., Соловьев В. Н. Теория и алгоритмы решения задач L- и MV-оптимального планирования эксперимента. Автоматика и телемеханика. 1998. № 8. С. 80−96.
- Бахшиян Б.Ц., Суханов A.A. Выбор оптимального состава астроизмерений для определения орбит искусственных спутников // Космические исследования. 1977. Т.15. № 1. С. 3−7.
- Бахшиян Б.Ц., Суханов A.A., Эльясберг П. Е. Априорная точность прогноза положения кометы Галлея по наземным и бортовым наблюдениям // Космические исследования, 1985. Т.23. № 5. С. 876−885.
- Баюк O.A. Определение параметров вращения Земли по лазерным наблюдениям искусственных спутников Земли ЛАГЕОС 1, 2 //Космическая геодезия и современная геодинамика. М: Наука, 1996, С.233−244.
- Белоусов Л.Ю. Определение оптимальных моментов измерений //Космич. исследования, 1969. т. 7. N ° 1. с. 28−34.
- Белоусов Л.Ю., Комаров В. А. Некоторые общие результаты в задаче определения оптимальных моментов измерения для различных моделей ошибок измерений // Косм, исследования. 1970. Т.8. № 3. С. 452−453.
- Гольштейн Е. Г Выпуклое программироание. Элементы теории. М.: Наука, 1989.
- Войсковский М. И, Меринов И. Е. Симплексный алгоритм решения минимаксной задачи оценивания//Препринт 1697 Института космических исследований АН СССР. 1990.
- Войсковский М.И. Симплексный алгоритм решения задачи MF-оптимального планирования эксперимента // Препринт 1979 Института космических исследований РАН. 1998.
- Гольштейн Е.Г., Третьяков Н. В. Модифицированные функции Лагранжа. М.: Наука, 1989.
- Данциг Дж. Линейное программирование, его применения и обобщения. М.: Прогресс, 1966. (G.B.Dantzig. Linear Programming and Extensions. Princeton U.P., 1963.)
- Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессии. M:. Фине-ансы и статистика, 1981.
- Ермаков С.М., Жиглявский А. А. Математическая теория оптимального эксперимента. М.: Наука, 1987.
- Математическая теория планирования эксперимента /Под ред. Ермакова С. М. М.: Наука, 1983.
- Ершов В.Г. Об оптимизации программы траекторных измерений // Косм, исследования. 1971. Т.9. № 1.С. 17.
- Иоффе А.Д., Тихомиров В.М, Теория экстремальных эадач. -М.: Наука, 1974.
- Канторович Л. В. Математические методы организации и плакирования производства. JL: Изд-во Ленинградского универ-сйтета, 1939.
- Канторович JI.B., Акилов Г. П. Функциональный анализ в нормированных пространствах. М.: Физматгиз, 1959.
- Красовский H.H. Теория управления движением.- М.: Наука, 1968.
- Куржанский A.B. Управление и оценивание в условиях неопределенности.- М.: ННаука, 1977.
- Куркин О. М. Коробочкин Ю.Б., Шаталов С. А. Минимаксная обработка информации. М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Леман Э. Теория точечного оцениванияю М.: Наука, 1991.
- Лидов М.Л. К априорным оценкам точности определения параметров по методу наименьших квадратов// Косм, исследования. 1964. Т.2. № 5. С. 713−718.
- Лидов М.Л. Математическая аналогия между некоторыми оптимальными задачами коррекции траекторий и выбора состава измерений и алгоритмы их решения // Космические исследования. 1971. Т.9. № 5. С. 687−706.
- Лидов М.Л. Эффективный алгоритм решения задачи о выборе оптимальной программы измерений // Космические исследования. 1985. Т.23. № 4. С. 499−517.
- Лидов М.Л. О модификации симплекс-метода линейного программирования в случае вырождения//Космические исследования. 1991. Т.29. № 4. С. 499−508.
- Лидов М.Л., Бакума Л. М. Определение оптимальной программы измерений с ограничениями на ошибки оценки трех параметров движения суточного спутника // Космические исследования. 1986. Т.24 С. 483−496.
- Лидов М. ЛБакума Л. М. Экспериментальная проверка эф-фективнрсти нового алгоритма для задачи оценивания с не-моделируемыми ускорениями // Космические исследования. 1991. Т.29. № 3.
- Лидов М.И., Бахшиян Б. Ц., Матасов А. И. Об одном направлении в проблеме гарантирующего оценивания (обзор) // Космические исследования. 1991. Т.29. № 5. С. 659−684.
- Лидов М.Л., Матасов А. И. Об одном обобщении задачи о «наихудшей корреля- ции» //Космические иследования, 1989. т. 27, № 3, с. 454−456.
- Липцер Р.Ш., Ширяев А. Н. Статистика случайных процессов. М.- Наука, 1974.
- Малышев В.В., Кибзун А. И. Анализ и синтез высокоточных систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1987.
- Марчук А.Г., Осипенко К. Ю. Наилучшее приближение функций, заданных с погрешностью в конечном числе точек //Математические заметки, 1975. т. 17, N0 3, с. 359−368.
- Матасов А.И. Об оптимальности линейных алгоритмов гарантирующего оцени- вания. Часть I //Космические иследования, 1988. т. 26, № 5, с. 643−653.
- Матасов А.И. Об оптимальности линейных алгоритмов гарантирующего оценивания. Часть П //Космические иследования, 1988. т. 26, № 6, с. 807−812.
- Лоуден Д. Ф. Оптимальные траектории для космической навигации. М.: Мир, 1966.
- Лэсдон Л.С. Оптимизация больших систем. М: Наука, 1975.
- Мину М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы. М.: Наука, 1989.
- Муртаф Б. Современное линейное программирование М.: Мир, 1984. (A.Murtagh. Advanced Linear Programming: Computation and Practice. McGraw-Hill International Book Company, 1981.)
- Мелас В. Б. Одна теорема двойственности и Е-оптимальность// Заводская лаборатория. Т.82. № 3. С. 48−50.
- Мелас В.Б., Крылова Л. А. Е-оптимальные планы для кубической регрессии на симметричном отрезке//Вестник СПбГУ Сер.1, 1996, вып. З (№ 15). С. 26−30.
- Назиров P.P., Тимохова Т. А. Оптимальная линейная коррекция эллиптических орбит // Автоматика и телемеханика. 1993. № 3 С. 93−101.
- Обен Ж.-П., Экланд И. Прикладной нелинейный анализ. М.: Мир, 1988.
- Панков А.Р. Стратегии управления в линейной стохастической системе с негауссовскими возмущениями //Автоматика и телемеханика, 1994. № 6, с. 74−83.
- Парусников Н.А., Морозов В. М., Борзое В. И. Задача коррекции в инерциальной навигации. М.- Изд-во МГУ, 1982.
- Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983.
- Пшеничный Б.Н. Необходимые условия экстремума.М.: Наука, 1982.
- Рокафеллар Р. Выпуклый анализ. М.: Мир, 1973
- Смоляк С. А. Титаренко Б.П. Устойчивые методы оценивания. М.: Статистика, 1980.
- Соловьев В.Н. Двойственность некоторых невыпуклых экстремальных задач //Ж.вычисл.матем. и мат.физики. 1987. Т.27. № 2. С. 459−464.
- Соловьев В.Н. Двойственные алгоритмы минимаксного оценивания параметров движения в непрерывной постановке //Космические иследования, 1991. т. 29, № I, с. 127−132.
- Соловьев В.Н. Об оптимальности линейных алгоритмов в задаче гарантирующего оценивания при случайных ошибках измерений //Космические иследования, 1994. т. 32, N 0 2, с. 122 124.
- Соловьев В.Н. Двойственные экстремальные задачи и их применения к задачам минимаксного оценивания //Успехи математических наук, 1997. т. 52, № 4, с. 49−86.
- Тихомиров В.М. Выпуклый анализ. В книге: Современные проблемы математики, фундаментальные направления. Анализ-8, М.: ВИНИТИ, 1987, с. 5- 101.
- Тихомиров В.М. Теория приближений. В книге: Современные проблемы математики. Фундаментальные направления. Анализ-Б, М.: ВИНИТИ, 1987, с. 103−26.0.
- Федоров B.B. Теория оптимального эксперимента. М.: Наука, 1971.
- Федоров В. В. Активные регрессионные эксперименты // Математические методы планирования эксперимента. Новосибирск: Наука, 1983, С. 19.
- Р. Хорн, Ч.Джонсон. Матричный анализ.М.:Мир, 1989.
- Хьюбер П. Робастность в статистике. М.: Мир, 1984.
- Черноусъко Ф.Л. Оценивание фазового состояния динамических систем. М.: Наука, 1988.
- Черноусъко Ф.Л., Меликян A.A. Игровые задачи управления и поиска. М.: Наука, 1978.
- Черноусъко Ф.Л., Колмановский В. Б. Оптимальное управление при случайных возмущентях. М.: Наука, 1979.
- Экланд И., Темам Р. Выпуклый анализ и вариационные проблемы. М.: Мир, 1979.
- Элъясберг П.Е. Определение движения. М.: Наука, 1976.
- Элъясберг П.Е. Измерительная информация: сколько ее нужно? как ее обрабатывать? М.: Наука, 1983.
- B.Ts.Bakhshiyn, I.A.Yastrzhemsky Comet Halley orbit optimum determination by means of ground based astrometric observationsand on board observations from the «Vega» spacecraft//Adv.Space Res. 1987.V.5. N12. P.181−183.
- B.Ts.Bakhshiyn, O.A.Bayuk Optimization of the distribution of centerline the observations of the oscillatory system//Control of Oscillatios and Chaos. Proceedings of 1st International Conference. 1997. St.Peterburg. V.2. P.238−241.
- R.G.Bland. New finite pivot rules for simplex method// Math. Oper. Res. 1977. V. 2. P. 103−107.
- Elfving G. Optimum allocation in linear programming // Ann.Math.Statist. 1952. V.23. P. 255.
- G.B.Dantzig. Making Progress During a Stall in the Simplex Algorithm // Linear Algebra and its Applications. 1989. V.114/115. P. 251−259.
- Huber P.J. Robust Estimation of a Location Parameter//Annals of Mathamatical Statistics, 1964. V.5,PP.73−101.
- Kibzun A.I., Kan Yu.S. Stochastic Programming Problems (with Probability and Quantile Functions). John Wiley and Sons, Chichester-New York-Brisbane-Toronto- Singapore, 1996.
- T.C. T. Kotiun, D.I.Steinberg. On the Possibility Cycling with the Simplex Method//Oper. Res. 1984. V.26. № 2. P. 374−376.
- Mitra S.K., Moore J.B. Gauss-Markoff estimation with an incorrect dispersion matrix // Sankhya. 1973, Ser.A. V.35. P. 139 152.
- Pukelsheim F. Optimal design of experiments. New York: J. Wiley and Sons, 1993.
- Rao C.R. Unified theory of linear estimation// Sankhya. 1971, Ser.A. V.335. P. 371−399.
- Rao C.R. Representations of best linear unbiased estimatiors in the Gauss-Markoff models with a singular dispersion matrix // J.Multivar.Anal. 1973. V.3. P. 276−292.
- Rao C.R. On a unified theory of estimation in linear models a review of recent results // Perspectives in probability and statistics.L.etc.: Acad. press, 1975, P. 89−104.
- Rao C.R., Mitra S.K. Generalized inverse of matrices and its applications. N.Y.: Wiley, 1971.
- D.M. Ryan, M.R.Osborne. On the solution of highly degenerate linear programmes // Mathematical Programming. 1988. V.41. P. 385−392.
- Waespy C.M. Linear-programming solutions for orbital-transfer trajectories // Operation Research. 1970. V.18. № 5. P. 635−653.
- P.Wolfe. A technique for resolving degeneracy in linear programming. J. Soc. Indust. and Appl. Math. 1963. V.ll. P. 205 211.