×

离散状态和控制约束的最优控制对流扩散问题的预处理。 (英语) Zbl 1525.65021号

摘要:我们考虑代数系统的迭代解,该迭代解产生于受状态和控制变量附加箱约束的偏微分方程约束的最优控制问题,以及施加在控制上的稀疏性。针对一系列问题、正则化和离散化参数,分析并测试了一个非对称的二乘二块预处理器。约束方程描述了对流扩散过程。

MSC公司:

65F08个 迭代方法的前置条件
49米41 PDE约束优化(数值方面)
49英里15 牛顿型方法
65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
65H10型 方程组解的数值计算
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 伊藤,K。;Kunisch,K.,双边约束非线性最优控制问题的原对偶主动集方法,SIAM J.control Optim。,43, 357-376 (2004) ·Zbl 1077.90051号 ·doi:10.1137/S0363012902411015
[2] Hintermüller,M。;伊藤,K。;Kunisch,K.,作为半光滑牛顿方法的原始-对偶有源集策略,SIAM J.Optim。,13, 865-888 (2002) ·Zbl 1080.90074 ·doi:10.1137/S1052623401383558
[3] Stadler,G.,具有L1控制成本的椭圆最优控制问题及其在控制装置布置中的应用,计算。最佳方案。应用。,44, 159-181 (2009) ·Zbl 1185.49031号 ·doi:10.1007/s10589-007-9150-9
[4] 卡萨斯,E。;Herzog,R。;Wachsmuth,G.,具有(L^1)代价泛函的半线性椭圆控制问题的最优性条件和误差分析,SIAM J.Opt。,22, 795-820 (2012) ·Zbl 1278.49026号 ·数字对象标识代码:10.1137/10834366
[5] 波塞利,M。;西蒙西尼,V。;Stoll,M.,用(L1)-稀疏性和控制约束预处理PDE约束优化,计算。数学。应用。,74, 1059-1075 (2017) ·Zbl 1393.49022号
[6] 皮尔逊,J。;波塞利,M。;Stoll,M.,涉及稀疏项的PDE约束优化问题的内点方法和预处理,Numer。线性代数应用。,27 (2020) ·兹比尔07177902 ·doi:10.1002/nla.2276
[7] Hintermüller,M。;Hinze,M.,状态约束椭圆控制问题中的Moreau-Yosida正则化:误差估计和参数调整,SIAM J.Numer。分析。,47, 1666-1683 (2009) ·Zbl 1191.49036号 ·doi:10.1137/080718735
[8] Bergounioux,M。;哈杜,M。;Hintermuler,M。;Kunisch,K.,基于Moreau-Yosida的主动集策略和内点方法在约束最优控制问题中的比较,SIAM J.Opt。,11, 495-521 (2000) ·Zbl 1001.49034号 ·doi:10.1137/S1052623498343131
[9] 皮尔逊,JW;斯托尔,M。;Wathen,AJ,带Moreau-Yosida惩罚函数的状态约束最优控制问题的前置条件,Numer。线性代数应用。,21, 81-97 (2014) ·Zbl 1324.49026号 ·doi:10.1002/nla.1863
[10] Rees,T。;美元,HS;Wathen,AJ,PDE-约束优化的最优解算器,SIAM J.Sci。计算,32,271-298(2010)·Zbl 1208.49035号 ·doi:10.1137/080727154
[11] Bai,Z-Z,椭圆PDE约束优化问题的块预条件,计算,91,379-395(2011)·Zbl 1242.65121号 ·doi:10.1007/s00607-010-0125-9
[12] 皮尔逊,JW;Wathen,AJ,PDE约束优化预条件中Schur补的新近似,Numer。线性代数应用。,19, 816-829 (2012) ·Zbl 1274.65187号 ·doi:10.1002/nla.814
[13] 斯托尔,M。;Wathen,A.,带控制约束的偏微分方程约束优化的预处理,Numer。线性代数应用。,19, 53-71 (2012) ·Zbl 1274.65189号 ·doi:10.1002/nla.823
[14] Zulehner,W.,鞍点问题的高效求解器及其在PDE约束优化中的应用。高级有限元方法和应用,Lect。注释应用。计算。机械。,66, 197-216 (2013) ·Zbl 1263.65030号 ·doi:10.1007/978-3-642-30316-69
[15] 波塞利,M。;西蒙西尼,V。;Tani,M.,PDE约束最优控制问题的主动集牛顿法预处理,SIAM J.Sci。计算。,37, 472-502 (2015) ·Zbl 1325.65066号 ·数字对象标识代码:10.1137/140975711
[16] Herzog,R。;皮尔逊,JW;Stoll,M.,最优运输问题的快速迭代求解器,高级计算。数学。,45, 495-517 (2019) ·Zbl 1415.65070号 ·doi:10.1007/s10444-018-9625-5
[17] Beigl,A。;Sogn,J。;Zulehner,W.,多鞍点问题的鲁棒预条件及其在最优控制问题中的应用,SIAM J.矩阵分析。应用。,41, 1590-1615 (2020) ·兹比尔1456.49004 ·doi:10.1137/19M1308426
[18] Hinze,M。;皮诺,R。;Ulbrich,M。;Ulbrich,S.,《PDE约束优化》(2009),纽约:Springer,纽约·Zbl 1167.49001号
[19] Herzog,R。;Sachs,EW,带控制和状态约束的最优控制问题的预处理共轭梯度法,SIAM J.矩阵分析。应用。,31, 2291-2317 (2010) ·Zbl 1209.49038号 ·doi:10.1137/090779127
[20] O.阿克塞尔森。;Neytcheva,M。;Ström,A.,状态箱约束最优控制问题的有效预处理方法,J.Numer。数学。,23, 287-308 (2018) ·Zbl 1407.65036号
[21] 德拉文斯,I。;Neytcheva,M。;弗格森州Vermolen;Vuik,C.,PDE-约束优化:L1-正则化的最优控制,状态和控制框约束,数值数学和高级应用ENUMATH 2019。计算科学与工程讲稿,323-331(2020),Cham:Springer Nature,Cham·Zbl 07223041号 ·doi:10.1007/978-3-030-55874-1_31
[22] 贝克尔,R。;Vexler,B.,使用稳定有限元方法对对流扩散方程进行最优控制,数值。数学。,106, 349-367 (2007) ·Zbl 1133.65037号 ·doi:10.1007/s00211-007-0067-0
[23] 皮尔逊,JW;Wathen,AJ,对流扩散控制问题的快速迭代求解器,电子。事务处理。数字。分析。,40, 294-310 (2013) ·Zbl 1287.49031号
[24] Herzog,R。;Kunisch,K.,PDE约束优化算法,GAMM,33,131-246(2010)·兹比尔1207.49034 ·doi:10.1002/gamm2010013
[25] 伊藤,K。;Kunisch,K.,状态约束最优控制问题的半光滑牛顿方法,系统。控制信函。,5, 221-228 (2003) ·Zbl 1157.49311号 ·doi:10.1016/S0167-6911(03)00156-7
[26] O.阿克塞尔森。;Farouq,S。;Neytcheva,M.,PDE约束优化问题预处理Krylov子空间迭代方法的比较。泊松和对流扩散控制,数值。算法,73631-663(2016)·Zbl 1353.65059号 ·doi:10.1007/s11075-016-0111-1
[27] O.阿克塞尔森。;Farouq,S。;Neytcheva,M.,PDE约束优化问题预处理Krylov子空间迭代方法的比较:Stokes控制,数值。算法,74,19-37(2017)·Zbl 1365.65167号 ·doi:10.1007/s11075-016-0136-5
[28] O.阿克塞尔森。;贝雷什,M。;Blaheta,R.,边界最优控制和识别问题的计算方法,数学。计算。模拟。,189, 276-290 (2021) ·Zbl 07431490号 ·doi:10.1016/j.matcom.2021.02.019
[29] Axelsson,O.,迭代求解方法(1994),剑桥:剑桥大学出版社,剑桥·Zbl 0795.65014号 ·doi:10.1017/CBO9780511624100
[30] Kolotilina,LYu,涉及稀疏模式的矩阵奇异值的界,J.Math。科学。,137, 4794-4800 (2006) ·Zbl 07740979号 ·doi:10.1007/s10958-006-0278-4
[31] Dravins,I.,Neytcheva,M.:关于状态和控制约束最优控制问题的数值解。TR21-0032021年4月,瑞典乌普萨拉大学信息技术系。https://www.it.uu.se/research/publications/reports网站/ ·Zbl 1470.49059号
[32] 德拉文斯,I。;内切娃,I。;利尔科夫,I。;Margenov,S.,PDE-constrained optimization:矩阵结构和预条件,2019年大型科学计算,2019年度斯普林格LSSC,LNCS,315-323(2020),纽约:斯普林格,纽约·兹比尔07223041
[33] Alnaes,M.S.、Blechta,J.、Hake,J.、Johansson,A.、Kehlet,B.、Logg,A.、Richardson,C.、Ring,J.、Rognes,M.E.、Wells,G.N.:联邦紧急情况控制系统项目1.5版。架构(architecture)。数字柔软。(2015)
[34] Saad,Y.,《稀疏线性系统的迭代方法》(2003),费城:SIAM,费城·Zbl 1031.65046号 ·数字对象标识代码:10.1137/1.9780898718003
[35] Y.公证人:AGMG软件和文档。http://agmg.eu
[36] Notay,Y.,一种基于聚合的代数多重网格方法,Electron。事务处理。数字。分析。,37, 123-146 (2010) ·兹比尔1206.65133
[37] Notay,Y.,对流扩散方程基于聚合的代数多重网格,SIAM J.Sci。计算。,34,A2288-A2316(2012)·Zbl 1250.76139号 ·数字对象标识代码:10.1137/10835347
[38] 纳波夫,A。;Notay,Y.,一种保证收敛速度的代数多重网格方法,SIAM J.Sci。计算。,34,A1079-A1109(2012)·Zbl 1248.65037号 ·doi:10.1137/100818509
[39] Bezanson,J。;Edelman,A。;卡宾斯基,S。;Shah,V.,Julia:数值计算的新方法,SIAM Rev.,50,65-98(2007)·Zbl 1356.68030号
[40] 皮尔逊,JW;Wathen,AJ,对流扩散控制问题的快速迭代求解器,电子。事务处理。数字。分析。,40, 294-310 (2013) ·Zbl 1287.49031号
[41] Becker,R.,Vexler,B.:使用稳定有限元方法对对流扩散方程进行最优控制,RICAM-Report 2006-10。奥地利科学院约翰·雷登计算与应用数学研究所(RICAM)(2006年)。https://www.ricam.eaw.ac.at/files/reports/06/rep06-10.pdf ·Zbl 1133.65037号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。