奇异值分解解广义Sylvester矩阵方程

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"该资源是一篇2007年的工程技术论文,发表在《控制理论与应用》期刊上,由Bin ZHOU和Guangren DUAN撰写,主要探讨了使用奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)求解广义 Sylvester 矩阵方程的方法。" 在该论文中,作者研究了广义Sylvester矩阵方程的解法,这些方程包括 AX - XF = BY 和 MXN - X = TY,其中A, M是n×n的矩阵,B, T是n×r的矩阵,而F, N是p×p的矩阵。特别地,矩阵N和F被假设为同伴矩阵形式。同伴矩阵是一种特殊的矩阵形式,常用于表示线性动态系统的状态空间模型。 Sylvester矩阵方程在控制系统理论、信号处理和许多其他工程领域中有着广泛的应用。通常情况下,解决这类方程需要考虑矩阵对(A, B)的可控性,以及A和F不共享特征值的条件。然而,该论文提出的方法不再需要这些限制,这扩大了其适用范围。 论文的核心在于利用奇异值分解来求解这些方程。奇异值分解是线性代数中的一个重要工具,它将矩阵分解为三个更简单的矩阵的乘积:UΣV^T,其中U和V是正交矩阵,Σ是对角矩阵,包含了原矩阵的奇异值。通过SVD,可以有效地处理数值稳定性问题,避免计算中的误差积累,这对于大型矩阵尤其重要。 该算法提供了一种数值稳定且计算便捷的途径来求解广义Sylvester矩阵方程。由于SVD的特性,这种方法对于控制系统的许多设计问题具有重要的实用价值。论文关键词包括“广义Sylvester矩阵方程”、“一般解”、“同伴矩阵”和“奇异值分解”。 这篇论文为解决一组特定形式的广义Sylvester矩阵方程提供了一种新颖的数值方法,特别是对于那些在传统方法下难以处理或者要求严格条件的情况,这种方法展现出显著的优势。这种方法不仅在理论上具有重要贡献,而且在实际工程问题的求解中也有很大的潜力。