拉格朗日乘数优化 - 复杂函数

信息处理 频率响应 优化
2022-02-11 09:40:52

我想优化多个扬声器的复杂频率响应的总和(复杂的总和是 SPL,声压级作为距离的复杂函数),比如 10。给出了一个参考的、所需的 SPL 曲线(目标函数),它表示 10 个频率响应之和的大小。我已经阅读了许多关于如何使用拉格朗日乘数进行优化的论文,但是,当函数很复杂(Re 和 Im 部分)时,没有找到很多关于优化的论文(只有一篇)。

任何帮助或指向一个好的参考,示例将不胜感激。

2个回答

我在附录之一的 Charles Therrien 的“离散随机信号和统计信号处理”中找到了以下内容。

说你有这个功能Q(a)你希望最小化这样C(a)=0, 在哪里C(a)可能是复杂的价值和a可能是一个复向量。该约束实际上代表了两个实值约束。

Cr(a)=0,Ci(a)=0,
在哪里Cr(a)Ci(a)表示实部和虚部。拉格朗日量可以写成:
L=Q(a)+μ1Cr(a)+μ2Ci(a),
在哪里μ1μ2是真正有价值的。

这也可以使用单个复杂参数更紧凑地编写λ=λr+jλi作为

L=Q(a)+λC(a)+λC(a)
在哪里λC(a)表示量的复共轭。这样做的原因是
λC(a)+λC(a)=2Re[λC(a)]=2λrCr(a)2λiCi(a)
并让μ1=2λrμ2=2λi, 那么这两个拉格朗日量被视为是等价的。

注意 - 要将梯度应用于关于复参数的实值函数,您还应该熟悉 Brandwood “复梯度算子及其在自适应阵列理论中的应用” IEE Proceedings 130(1) 11-16, Feb, 1983 . 这本质上是对待变量aa作为两个单独的变量,您只需将导数 wrt 带到其中一个即可执行最小化。

任何优化
分钟f(z), z一个向量n复变量
等价于
分钟f(x,y), z=x+iy:2n实变量。
复杂的形式通常比2n真实 - 节省思想和墨水。但在这里,真正的拉格朗日
f(x,y)+λreconstraintre+λimconstraintim
更简单(对我来说)。

另请参阅 math.stack 上的 lagrangian -multipliers-in-complex-optimization