We present a new optimization-based structure-preserving model order reduction (MOR) method for port-Hamiltonian descriptor systems (pH-DAEs) with differentiation index two. Our method is based on a novel parameterization that allows us to represent any linear time-invariant pH-DAE with a minimal number of parameters, which makes it well-suited to model reduction. We propose two algorithms which directly optimize the parameters of a reduced model to approximate a given large-scale model with respect to either the H-infinity or the H-2 norm. This approach has several benefits. Our parameterization ensures that the reduced model is again a pH-DAE system and enables a compact representation of the algebraic part of the large-scale model, which in projection-based methods often requires a more involved treatment. The direct optimization is entirely based on transfer function evaluations of the large-scale model and is therefore independent of the system matrices' structure. Numerical experiments are conducted to illustrate the high accuracy and small reduced model orders in comparison to other structure-preserving MOR methods.


翻译:我们为港口-Hamiltonian代号系统(pH-DAEs)提出了一个新的基于优化结构的减少结构示范规则(MOR)方法,该方法有两种不同的指数。我们的方法基于一种新的参数化,它使我们能代表任何线性时差pH-DAE, 其参数数量极少,因此完全适合模式的减少。我们建议两种算法,这种算法直接优化一个缩小模式的参数,以近似一个与H-不完全性或H-2规范有关的大型模型。这个方法有若干好处。我们的参数化确保了减少的模型再次成为pH-DAE系统,并使得能够对大型模型的代数部分进行压缩表示,在投影法方法中,这些代数往往需要更深入的处理。直接优化完全基于对大型模型的传输功能评价,因此独立于系统矩阵结构。进行了数值实验,以说明与其他结构保持MOR方法相比,其精度高和小减的模型顺序。

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