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Tipo: Trabalho Completo
Título: Double splitting preconditioner: A new class of preconditioners
Título(s) alternativo(s): Precondicionador Separador Duplo: Uma nova classe de Precondicionadores
Autor(es): DE SOUZA, Maycon
Oliveira, Aurelio
Resumo: Propomos uma generalização do pré-condicionador de divisão, onde os autores apresentam uma nova abordagem para trabalhar com o sistema aumentado no contexto de métodos de pontos interiores para programação linear. Também é mostrado que o pré-condicionador de divisão funciona muito bem próximo a uma solução do problema de programação linear, uma característica interessante, visto que, nesse caso, os sistemas lineares tendem a ser extremamente mal condicionados. Introduzimos um pré-condicionador duplo para o sistema aumentado, incluindo três novos parâmetros. Dessa forma, isso nos permitiu uma gama maior de possibilidades para novos pré-condicionadores, que chamamos de Pré-condicionador de Divisão Dupla. Além disso, mostramos um teorema importante que nos diz que temos uma variedade de escolhas para alguns blocos que compõem o pré-condicionador de divisão dupla e que levam à mesma matriz do sistema linear (primeiro bloco da matriz de divisão dupla), que é a chave principal para a eficiência do método proposto. Por meio de novos parâmetros, obtemos uma matriz pré-condicionada com autovalores bem distantes de zero. Além disso, por meio de escolhas apropriadas de tais parâmetros, obtemos uma matriz bem condicionada nas iterações finais do método de pontos interiores. E, de certa forma, temos conhecimento a priori sobre o número de condição da matriz nas iterações finais. Na verdade, temos algum controle sobre o número de condição ao longo de todo o processo iterativo. Portanto, o principal objetivo deste trabalho é fornecer um pré-condicionador que melhore o número de condição da matriz pré-condicionada e, possivelmente, dessa forma, também melhore o número de iterações e o tempo total necessário para resolver o problema de programação linear. Realizamos testes numéricos usando o software Matlab para verificar a eficiência do método proposto. Dessa forma, conseguimos verificar a influência dos parâmetros do pré-condicionador de dupla divisão, mostrando que, para valores adequados desses parâmetros, há uma diminuição no número de iterações do método iterativo.
Abstract: We propose a splitting preconditioner generalization, where the authors present a new approach to working with the augmented system in the context of interior point methods for linear programming. It is also shown that the splitting preconditioner works very well near to a solution of the linear programming problem, a nice feature, since in such case the linear systems tend to be extremely ill-conditioned. We introduce a double preconditioner for the augmented system, including three new parameters. In this way, it allowed us a greater range of possibilities for new preconditioners, which we call Double Splitting Preconditioner. Furthermore, we show an important theorem that tells us that we have a variety of choices for some blocks that make up the double spliting preconditioner and that lead to the same linear system matrix (first block of the doubly splitting matrix) which is the main key to the efficiency of the proposed method. Through new parameters, we obtain a preconditioned matrix with eigenvalues far away to zero. Moreover, through appropriate choices of such parameters, we actually obtain a well conditioned matrix in the final iterations of the interior point method. And in a way, we have a priori knowledge concerning the matrix condition number in the final iterations. In fact, we have some control over the condition number along the whole iterative process. Therefore, the main objective of this work is to provide a preconditioner that improves the condition number of the preconditioned matrix, and possibly in this way also improves the iteration number and total time required to solve the linear programming problem. We perform numerical tests using the Matlab software, to verify the efficiency of the proposed method. In this way, we are able to verify the influence of the parameters of the double splitting preconditioner, showing that for convenient values of these parameters, there is a decrease in the number of the iterative method iterations.
Palavras-chave: Double Splitting Preconditioner;
Augmented System;
Interior Point Method.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: eng
País: Argentina
Editor: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Buenos Aires
Citação: XXI LATIN IBERO-AMERICAN CONFERENCE ON OPERATIONS RESEARCH (CLAIO 2022). Proceedings. Buenos Aires: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, 12–15 dez. 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ifg.edu.br/handle/prefix/2742
Data do documento: 13-Jan-2022
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