کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7108279 1460620 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Maximizing the smallest eigenvalue of a symmetric matrix: A submodular optimization approach
ترجمه فارسی عنوان
حداکثر رساندن کوچکترین مقدار خاصی از یک ماتریس متقارن: رویکرد بهینه سازی زیرمودولار
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله، مسئله انتخاب زیر ماتریس یک ماتریس قطعی مثبت به منظور دستیابی به یک محدودیت مطلوب در کوچکترین مقدار اختصاصی زیر ماتریس مورد بررسی قرار می گیرد. به حداکثر رساندن این کوچکترین مقدار خاص، برنامه های کاربردی برای انتخاب گره های ورودی به منظور تضمین اجماع شبکه های با لبه های منفی و حداکثر رساندن میزان همگرا از سیستم های توزیع شده است. ما یک رویکرد بهینه سازی زیرمودوئیدی را برای به حداکثر رساندن کوچکترین مقدار خاصی بوسیله ابتدا اثبات می کنیم که مثبت بودن مقادیر ویژه زیرمتریزه را می توان با استفاده از توزیع احتمالی فرم درجه دوم القاء شده توسط زیر ماتریکس مشخص کرد. ما سپس از این ارتباط استفاده می کنیم تا ثابت کنیم که قطعیت مثبت یک زیرماتیک را می توان به عنوان یک محدودیت در عملکرد یک زیرمودولار بیان کرد. ما ثابت می کنیم که رویکرد ما نتیجه الگوریتم های چندجملهای زمان را با مرزهای قابل تحقق در اندازه زیر مقیاس می یابد. ما همچنین تعمیم ها را به ماتریس های غیر متقارن، شرایط مناسب جایگزین برای کوچکترین مقدار خاص برای عبور از حد مورد نظر که برای ماتریس های لاپلازی معتبر است، و ارزیابی عددی ارائه می کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی کنترل و سیستم های مهندسی
چکیده انگلیسی
This paper studies the problem of selecting a submatrix of a positive definite matrix in order to achieve a desired bound on the smallest eigenvalue of the submatrix. Maximizing this smallest eigenvalue has applications to selecting input nodes in order to guarantee consensus of networks with negative edges as well as maximizing the convergence rate of distributed systems. We develop a submodular optimization approach to maximizing the smallest eigenvalue by first proving that positivity of the eigenvalues of a submatrix can be characterized using the probability distribution of the quadratic form induced by the submatrix. We then exploit that connection to prove that positive-definiteness of a submatrix can be expressed as a constraint on a submodular function. We prove that our approach results in polynomial-time algorithms with provable bounds on the size of the submatrix. We also present generalizations to non-symmetric matrices, alternative sufficient conditions for the smallest eigenvalue to exceed a desired bound that are valid for Laplacian matrices, and a numerical evaluation.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Automatica - Volume 95, September 2018, Pages 446-454
نویسندگان
, , , ,