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更快、更准确地计算\(\mathcal{高}_\infty \)通过优化规范。 (英语) Zbl 1401.93087号

摘要:在本文中,我们提出了一种改进的计算方法{高}_\infty\)范数,其产生的代码通常比现有方法快几倍。通过使用标准优化工具重新平衡标准算法(由于Boyd、Balakrishnan、Bruinsma和Steinbuch)的工作量,我们的目标是最小化必须执行的昂贵特征值计算的数量。与标准算法不同,我们改进的方法还可以计算{高}_\infty \)标准到完全精确,只需很少的额外工作,还提供了更多机会通过并行化进一步加快其性能。最后,我们证明了我们用来加速标准全局收敛算法的局部优化本身也可以是一种有效的策略来逼近{高}_\大系统的范数。

MSC公司:

93B36型 \(H^\infty)-控制
93二氧化碳 控制理论中的线性系统
93C55美元 离散时间控制/观测系统
93甲15 大型系统
93B40码 系统理论中的计算方法(MSC2010)
93D09型 强大的稳定性
93-04 系统和控制理论相关问题的软件、源代码等
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参考文献:

[1] N.Aliyev、P.Benner、E.Mengi、P.Schwerdtner和M.Voigt,\(\mathcal的大尺度计算{左}_基于贪婪子空间方法的∞)-范数,SIAM J.矩阵分析。申请。,38(2017),第1496-1516页·Zbl 1379.65020号
[2] A.C.安托拉斯,大尺度动力系统的逼近高级设计。控制6,SIAM,费城,2005年·Zbl 1112.93002号
[3] M.N.Belur和C.Praagman,计算\({高}_∞\)范数,IEEE传输。自动化。对照,56(2011),第1656-1660页·Zbl 1368.93143号
[4] P.Benner、R.Byers、V.Mehrmann和H.Xu,斜哈密顿/哈密顿铅笔收缩子空间的数值计算,SIAM J.矩阵分析。申请。,24(2002),第165-190页·Zbl 1035.49022号
[5] P.Benner、A.Cohen、M.Ohlberger和K.Willcox,模型约简与逼近:理论与算法,计算。科学。工程15,SIAM,费城,2017年·Zbl 1378.65010号
[6] P.Benner和T.Mitchell,计算谱值集横坐标和半径的扩展和改进十字交叉算法,arXiv:1712.100672017年。
[7] P.Benner、V.Sima和M.Voigt,\(\mathcal{左}_使用结构化矩阵笔的连续时间广义系统的∞\)-范数计算,IEEE传输。自动化。控制,57(2012),第233-238页·Zbl 1369.93174号
[8] P.Benner、V.Sima和M.Voigt,算法961:Fortran 77子程序用于解偏哈密顿/哈密顿特征值问题,ACM变速器。数学。软件,42(2016)。
[9] P.Benner和M.Voigt,哈密顿矩阵铅笔特殊特征向量的计算,程序。申请。数学。机械。,11(2011),第753-754页。
[10] P.Benner和M.Voigt,(mathcal)的结构化伪谱方法{高}_大规模广义系统的∞-范数计算,数学。《控制信号系统》,26(2014),第303–338页·Zbl 1290.93083号
[11] S.Boyd和V.Balakrishnan,传递矩阵奇异值的正则性结果及其二次收敛算法\({左}_∞\)-范数,系统控制Lett。,15(1990年),第1-7页·Zbl 0704.93014号
[12] S.Boyd、V.Balakrishnan和P.Kabamba,计算矩阵的二分法{高}_传递矩阵的{∞}范数及其相关问题,数学。控制信号系统,2(1989),第207-219页·Zbl 0674.93020号
[13] N.A.Bruinsma和M.Steinbuch,计算传递函数矩阵(H{∞})范数的快速算法,系统控制Lett。,14(1990年),第287-293页·Zbl 0699.93021号
[14] J.V.Burke、D.Henrion、A.S.Lewis和M.L.Overton,用于定阶控制器设计和(H_∞)优化的MATLAB软件包,在2006年第五届IFAC鲁棒控制设计ROCOND研讨会上,IFAC Proc。2006年第39卷,第339-344页。
[15] R.拜尔斯,测量稳定矩阵到不稳定矩阵距离的二分法,SIAM J.科学。统计师。计算。,9(1988年),第875-881页·兹伯利0658.65044
[16] M.A.Freitag、A.Spence和P.Van Dooren,用隐式行列式方法计算H_∞范数,SIAM J.矩阵分析。申请。,35(2014),第619–635页·Zbl 1305.65161号
[17] Y.Genin、P.Van Dooren和V.Vermaut,计算\(\mathcal的收敛性{高}_∞\)-规范和相关问题《MTNS-98会议录》,1998年,第429–432页。
[18] G.H.Golub和C.F.Van Loan,矩阵计算第四版,约翰霍普金斯大学数学研究生。科学。,约翰·霍普金斯大学出版社,巴尔的摩,2013年·Zbl 1268.65037号
[19] N.Guglielmi、M.Gu¨rbu¨zbalaban、T.Mitchell和M.L.Overton,用Frobenius范数有界扰动逼近实结构稳定半径,SIAM J.矩阵分析。申请。,38(2017年),第1323-1353页·Zbl 1379.65040号
[20] N.Guglielmi、M.Gu¨rbu¨zbalaban和M.L.Overton,谱值集上\(H_∞)范数的优化快速逼近,SIAM J.矩阵分析。申请。,34(2013),第709–737页·Zbl 1271.93057号
[21] N.Guglielmi和M.L.Overton,矩阵伪谱横坐标和伪谱半径近似的快速算法,SIAM J.矩阵分析。申请。,32(2011年),第1166-1192页·Zbl 1248.65034号
[22] C.他和G.A.Watson,一种计算失稳距离的算法,SIAM J.矩阵分析。申请。,20(1999),第101-116页·Zbl 0927.65055号
[23] D.Hinrichsen和A.J.Pritchard,数学系统理论I:建模、状态空间分析、稳定性和鲁棒性2005年,柏林,施普林格-弗拉格出版社·Zbl 1074.93003号
[24] D.Hinrichsen和N.K.Son,线性离散系统的稳定性半径和辛铅笔,国际。J.鲁棒非线性控制,1(1991),第79-97页·Zbl 0754.93060号
[25] 加藤,线性算子扰动理论简介纽约斯普林格·弗拉格出版社,1982年·Zbl 0493.47008号
[26] P.兰卡斯特,关于依赖于参数的矩阵的特征值,数字。数学。,6(1964年),第377-387页·Zbl 0133.26201号
[27] F.Leibfritz,\(压缩机_{e} 伊布\):一氧化碳无约束的M(M)atrix优化P(P)问题图书馆rary非线性半定程序、控制系统设计和相关问题的测试示例集, (2004).
[28] T.Mitchell和M.L.Overton,混合扩张压缩:逼近H_∞范数的鲁棒可缩放方法IMA J.数字。分析。,36(2016),第985-1014页·Zbl 1433.93100号
[29] M.L.Overton和R.S.Womersley,对称矩阵特征值优化的二阶导数,SIAM J.矩阵分析。申请。,16(1995年),第697–718页·Zbl 0832.65036号
[30] A.P.Popov、H.Werner和M.Millstone,固定结构离散时间{高}_∞\)控制器的HIFOO综合,《第49届IEEE决策与控制会议记录》,2010年,第3152–3155页。
[31] J.Rommes和N.Martins,大型二阶动力系统传递函数主导极点的计算,IEEE传输。电力系统。,21(2006),第1471-1483页。
[32] J.Sreedhar、P.Van Dooren和A.Tits,计算实际结构稳定半径的快速算法,《稳定性理论百年赫尔维茨会议记录》,蒂奇诺,1995年。
[33] A.瓦尔加,不可约广义状态空间实现的计算《基贝内提卡》(Kybernetika,布拉格),第26页(1990年),第89–106页·Zbl 0715.93030号
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