Gramians 乘积的左右特征空间

计算科学 线性代数 matlab 特征值 矩阵方程
2021-12-20 15:55:26

我求解 Lyapunov 方程:

AWCET+EWCAT+BBT=0
ATWOET+EWOA+CTC=0

获得的左右特征空间这基本上是为了通过平衡截断来减少模型阶数。WCWOWCWO

目前我正在显式生成,并将分解计算为WCWOschur

W_c = lyap(A,B*B',[],E);
W_o = lyap(A',C'*C,[],E);
W_j = W_c*W_o;
[Vs,Ts] = schur(W_j);
Vst = Vs';
V_lk = Vst(:,1:ordr);
V_rk = Vs(:,1:ordr);

如何优化计算主导特征空间的过程?链接到任何技术背后的一些理论将非常有帮助。

附加信息:我知道 ADI,并阅读了很多基于它的论文。但是,它适用于我的情况有两个问题。

  1. 我原来的系统是密集的,是另一个模型缩减的产物。ADI 不是特定于稀疏系统吗?
  2. 我的语法不会是肯定的,因为它不是完全可控/可观察的。它们实际上是不确定的(负和正)特征值。因此,Cholesky 因子不适用。我可以对 ADI 使用不同的因式分解吗?
2个回答

ADI 是求解大规模 Lyapunov 方程的最佳方法之一。它是一种迭代算法,返回解的近似低秩分解在这种情况下,您可以使用两个 Gramian 的分解来将特征问题减少到更小的问题。XVVTX

我建议您通过阅读Benner、Li 和 Penzl 撰写的大型 Lyapunov 方程、Riccati 方程和线性二次最优控制问题的数值解, Matlab 库Lyapack的用户手册,或一个彼得本纳网页上的许多谈话

在 2012 年的一篇论文中,Simoncini、Szyld 和 Monsalve 回顾了几种求解大规模 Riccati 方程的技术,但主要关注 Lyapunov 方程的 Galerkin 投影方法。

然而,作为一个基本假设,他们Hurwitz,什么会使 Gramians 确定(如果 E 是正定的)。A