Mathematical Algorithmic Optimization - Otto-von-Guericke-University Magdeburg
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Vorlesung: Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierung
Die Vorlesung Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierung (LSF) wird im SS 2020 online für Bachelor- und Masterstudierende an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg gelesen.
Vorlesungsplanung
Fragen zur Vorlesung können jederzeit in unserer slack Gruppe gestellt werden. Zusätzlich gibt es zu den im folgenden gelisteten Terminen zoom-Videokonferenzen. Stellen Sie bitte sicher, dass Sie sich bis zu dem Termin das genannte Videomaterial heruntergeladen und angeschaut haben.
| Datum | Thema |
|---|---|
| 14.4.20, 09h00 | Testen der Zoom Konferenz, 0. Organisatorisches |
| 20.4.20, 11h15 | 1. Introduction Part 1/2 |
| 27.4.20, 11h15 | 1. Introduction Part 2/2 |
| 4.5.20, 11h15 | AMPL und Übungsblatt 01 |
| 11.5.20, 11h15 | 2. MINLP Algorithmen Part 1/4 |
| 18.5.20, 11h15 | 2. MINLP Algorithmen Parts 2/4 und 3/4 |
| 25.5.20, 11h15 | Übungsblatt 02 |
| 1.6.20, 11h15 | Keine Zoom-Konferenz, Pfingstmontag |
| 8.6.20, 11h15 | 2. MINLP Algorithmen Parts 4/4, Übungsblatt 03 |
| 15.6.20, 11h15 | 3. Implementation Details Parts 1/2 und 2/2 |
| 22.6.20, 11h15 | Übungsblatt 04 |
| 29.6.20, 11h15 | 4. Modellierung Parts 1/3 und 2/3 |
| 6.7.20, 11h15 | 4. Modellierung Part 3/3, Übungsblatt 05 |
Digitales Sommersemester
- Für die Vorlesungskernzeit am Montag von 11h15 bis 12h45 wird eine Videokonferenz auf Basis von zoom etabliert. In diesem Format sollen Vorlesungen besprochen werden, Fragen gestellt und (hoffentlich) beantwortet werden und auch Präsenzübungen und kleinere Tests zur Selbstevaluation abgehalten werden. Die im LSF angegebene Vorlesungszeit am Dienstag ist hinfällig. Sie können Sie gerne als Kernarbeitszeit zum Bearbeiten der Vorlesungsinhalte nutzen (siehe nächsten Punkt).
- Die eigentlichen Vorlesungsinhalte werden auf der RESTRICTED Seite (asynchron) bereit gestellt. Asynchron heißt, Sie können sie herunter laden, wann immer Sie möchten und zu beliebigen Zeiten bis zum jeweiligen Besprechungstermin anschauen und bearbeiten. Konkret wird es einen Foliensatz als pdf geben, sowie ein Video dazu. In diesem Video erläutere ich die Folien.
- Es wird ein Experiment und ich freue mich sehr über Ihre konstruktive Mitarbeit und viele Verbesserungsvorschläge, die ich versuchen werde schon während des Semesters einzubauen. Ich bin guter Dinge, dass die Lehre durch die besondere Situation sogar besser werden kann.
Angaben
- Vorlesung, 4 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 6
- Zeit und Ort: Mo 11:15 - 12:45, Videokonferenz und Di 9:15 - 10:45, eigenständige Bearbeitung in home office
- Dozent:
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Inhalt
Die ganzzahlige lineare Optimierung (MILP), die kontinuierliche nichtlineare Optimierung (NLP) wie die Optimale Steuerung (OC) haben für sich genommen beeindruckende Fortschritte erzielt in den letzten 70 Jahren. Ein vergleichsweise junges Forschungsgebiet ist dagegen die Kombination von nichtlinearen und ganzzahligen Aspekten in dem Gebiet des Mixed-Integer Nonlinear Programming (MINLP) und erst recht unter Berücksichtigung von dynamischen Effekten in dem Gebiet der Mixed-Integer Optimal Control (MIOC). Die Vorlesung gibt einen Einblick in diese Welt und versucht, sich neben der Vermittlung der Grundlagen und der Motivation durch Anwendungen auch eng am Stand der aktuellen Forschung zu bewegen und mögliche Bachelor- und Masterarbeitsthemen aufzuzeigen.
Themen sind u.a.: Einführung und Anwendungen, Schranken, Relaxierungen, Branch&Bound, Schnittebenen, Diskussion der wesentlichen Fortschritte bei MILPs und deren Übertragbarkeit auf MINLPs, Extended Cutting Planes, Outer Approximation, Branch&Bound, Implementierungsdetails, ganzzahlige Modellierung, gemischt-ganzzahlige optimale Steuerung. Der Fokus wird auf Algorithmen und Modellierung liegen.
Literatur und Skript
Literaturempfehlungen werden in der Vorlesung diskutiert. Es werden Folien und Videos zur Verfügung gestellt.
Übungen
In die Vorlesung werden Übungen im Umfang von 1 SWS integriert. Zielsetzung wird neben mathematischen Aufgaben auch der Umgang mit modernen Modellierungs- und Optimierungstools sein. Diese werden virtuell über slack und zoom abgehalten.
Passwortgeschützte Downloads
Materialien, Uebungsblätter und Musterlösungen
Studienfächer / Studienrichtungen
Studierende der Mathematik, ggfs. auch der Natur-, Ingenieurs- und der Wirtschaftswissenschaften.
- WPF MA;B 6 (Modul 10, 11)
- WPF MA;M 1-3 (Modul M1D-ba)
- WPF MA;D ab 6 (Modul 8B, auch 12, 13)
Voraussetzungen
Mathematische Grundvorlesungen und Einführung in die Optimierung werden vorausgesetzt, die Nichtlineare Optimierung wird empfohlen.
Fragen?
Ich freue mich über generelles Interesse und Fragen:
Last Modification: 2020-07-02 - Contact Person: Sebastian Sager - Impressum