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\(\mathcal的大尺度计算{左}_\infty \)-贪婪子空间方法的范数。 (英语) 兹比尔1379.65020

小结:我们关注的是\(\ mathcal的计算{左}_\infty)-(mathcal)的范数{左}_\形式为(H(s)=C(s)D(s)^{-1}B(s))的函数,其中中间因子是亚纯矩阵值函数的逆,并且(C(s。例如,广义系统和时滞系统的传递函数就属于这一类。我们关注的是中间因素是大规模的情况。我们提出了一种子空间投影方法来获得函数\(H\)的近似值,其中中间因子的维数要小得多。\(\mathcal{左}_\计算得到的约化函数的infty范数,然后通过虚轴上的最优点来细化子空间,其中{左}_\infty \)-得到了约化函数的范数。子空间方法的设计使某些Hermite插值特性保持在原始函数和约化函数的最大奇异值之间。这导致了一个关于子空间维数的局部超线性收敛算法,我们在各种数值例子中对此进行了证明和说明。

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65楼30 其他矩阵算法(MSC2010)
65层60 矩阵指数和相似矩阵函数的数值计算
第15页第60页 矩阵范数,数值范围,泛函分析在矩阵理论中的应用
65D05型 数值插值
65埃05 复杂分析中数值方法的一般理论(势理论等)
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参考文献:

[1] U.Baur、P.Benner和L.Feng,{\it线性和非线性系统的模型降阶:系统理论的视角},Arch。计算。《方法工程》,21(2014),第331-358页·Zbl 1348.93075号
[2] C.Beattie和S.Gugercin,结构保护模型简化的内插投影方法},系统控制快报。,58(2009),第225-232页·Zbl 1159.93317号
[3] P.Benner、V.Sima和M.Voigt{左}_使用结构矩阵铅笔}的连续广义系统的∞范数计算,IEEE Trans。自动化。对照,57(2012),第233-238页·Zbl 1369.93174号
[4] P.Benner和M.Voigt,{一种用于(mathcal)的结构化伪谱方法{高}_大型广义系统的∞\)-范数计算},数学。《控制信号系统》,26(2014),第303-338页·Zbl 1290.93083号
[5] S.Boyd和V.Balakrishnan,{it传递矩阵奇异值的正则性结果和计算其奇异值的二次收敛算法\({左}_∞\)-范数},系统控制快报。,15(1990年),第1-7页·Zbl 0704.93014号
[6] N.A.Bruinsma和M.Steinbuch,{\it计算\({高}_∞\)-传递函数矩阵}的范数,系统控制Lett。,第14页(1990年),第287-293页·Zbl 0699.93021号
[7] A.Bunse-Gerstner、R.Byers、V.Mehrmann和N.K.Nichols,{矩阵值函数解析奇异值分解的数值计算},Numer。数学。,60(1991),第1-39页·Zbl 0743.65035号
[8] J.V.Burke、D.Henrion、A.S.Lewis和M.L.Overton,{HIFOO–一个用于固定阶控制器设计和(H_∞)优化的MATLAB软件包},第五届IFAC鲁棒控制设计研讨会论文集,法国图卢兹,Curran,Red Hook,NY,2006年,第339-344页。
[9] R.Byers,{测量稳定矩阵到不稳定矩阵距离的二分法},SIAM J.Sci。统计计算。,9(1988年),第875-881页·Zbl 0658.65044号
[10] Y.Chahlaoui和P.Van Dooren,{线性定常动力系统模型简化基准示例集},技术报告,SLICOT工作说明2002-2,2002·Zbl 1100.93006号
[11] C.De Villemagne和R.E.Skelton,{使用投影公式简化模型},国际。J.控制。,40(1987年),第2141-2169页。
[12] N.H.Du,V.H.Linh,V.Mehrmann和D.D.Thuan,{线性时不变时滞微分代数方程的稳定性和鲁棒稳定性},SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第1631-1654页·Zbl 1326.34117号
[13] L.Feng和P.Benner,{计算电磁学中产生的具有非有理传递函数的系统的模型降阶},《电气工程科学计算》2008,J.Roos和L.R.J.Costa编辑,数学。《印度》第14卷,柏林斯普林格出版社,2010年,第512-522页。
[14] M.A.Freitag、A.Spence和P.Van Dooren,《计算\({高}_∞\)-范数使用隐式行列式方法},线性代数应用。,35(2014),第619-635页·Zbl 1305.65161号
[15] F.Freitas、J.Rommes和N.Martins,{\f5应用于大型稀疏电力系统描述符模型的基于Gramian的约简方法},IEEE Trans。电力系统。,23(2008),第1258-1270页。
[16] S.Gugercin、T.Stykel和S.Wyatt,{广义系统的插值投影模型简化},SIAM J.Sci。计算。,35(2013),第B1010-B1033页·Zbl 1290.41001号
[17] N.Guglielmi、M.Gu¨rbu¨zbalaban和M.L.Overton,{\it快速近似\({高}_∞\)-通过优化谱值集的范数},SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第709-737页·兹比尔1271.93057
[18] S.Gumussoy和W.Michiels,《计算》(mathcal{高}_∞\)时滞系统的规范},《第48届IEEE决策与控制联合会议和第28届中国控制会议论文集》,中国上海,IEEE,新泽西州皮斯卡塔韦,2009年,第263-268页。
[19] S.Gumussoy和W.Michiels,{SISO时滞系统极值奇异值和强H无穷范数的计算},Automatica J.IFAC,54(2015),第266-271页·Zbl 1318.93037号
[20] B.Haasdonk,{参数化偏微分方程的简化基方法——平稳和瞬时问题的教程介绍},《模型简化和近似:理论和算法,计算》。科学。Eng.、P.Benner、A.Cohen、M.Ohlberger和K.Willcox,编辑,SIAM,费城,2017年,第65-136页·兹比尔1378.65010
[21] D.Hinrichsen和A.J.Pritchard,{线性系统的稳定半径},系统控制快报。,7(1986),第1-10页·Zbl 0631.93064号
[22] D.Hinrichsen和A.J.Pritchard,{结构摄动的稳定半径和代数Riccati方程},系统控制快报。,8(1986),第105-113页·Zbl 0626.93054号
[23] R.A.Horn和C.R.Johnson,《矩阵分析》,剑桥大学出版社,剑桥,1985年·Zbl 0576.15001号
[24] F.Kangal、K.Meerbergen、E.Mengi和W.Michiels,{大规模特征值优化的子空间方法},SIAM J.矩阵分析。申请。,出现·Zbl 1378.65090号
[25] M.Karow,{谱值集的几何},论文,不来梅大学,德国不来梅,2003年。
[26] P.Lancaster,{关于依赖于参数}的矩阵的特征值,Numer。数学。,6(1964年),第377-387页·Zbl 0133.26201号
[27] N.Martins、P.C.Pellanda和J.Rommes,{大型电力系统振荡阻尼控制应用中传递函数主导零点的计算},IEEE Trans。电力系统。,22(2007),第1657-1664页。
[28] E.Mengi、E.A.Yildirim和M.Kilic,{厄米矩阵函数特征值的数值优化},SIAM J.矩阵分析。申请。,35(2014),第699-724页·Zbl 1307.65043号
[29] T.Mitchell和M.L.Overton,{大规模动力系统的固定低阶控制器设计和(H_∞)优化},第八届IFAC鲁棒控制设计研讨会论文集,斯洛伐克布拉迪斯拉发,Elsevier,2015,第25-30页。
[30] T.Mitchell和M.L.Overton,{混合扩张压缩:近似(H_∞)范数的稳健可缩放方法},IMA J.Numer。分析。,36(2016),第985-1014页·Zbl 1433.93100号
[31] F.Rellich,{特征值问题的扰动理论},《数学笔记》。申请。,Gordon和Breach,纽约,1969年·Zbl 0181.42002号
[32] J.Rommes和N.Martins,{使用子空间加速有效计算多元传递函数主导极点},IEEE Trans。电力系统。,21(2006),第1471-1483页。
[33] L.N.Trefethen和M.Embree,《谱和伪谱:非正规矩阵和算子的行为》,普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,2005年·Zbl 1085.15009号
[34] M.Voigt,{关于微分代数系统的线性二次最优控制和鲁棒性},Logos,柏林,2015·Zbl 1329.49001号
[35] A.Yousuff、D.A.Wagie和R.E.Skelton,通过协方差等效实现的线性系统近似,J.Math。分析。申请。,106(1985),第91-115页·Zbl 0573.93073号
[36] K.Zhou、J.C.Doyle和K.Glover,{鲁棒最优控制},普伦蒂斯·霍尔,恩格伍德·克利夫斯,新泽西州,1996年·Zbl 0999.49500
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