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Computing reachable sets via barrier methods on SIMD architectures

URN zum Zitieren dieses Dokuments: urn:nbn:de:bvb:703-epub-1964-6

Titelangaben

Grüne, Lars ; Jahn, Thomas U.:
Computing reachable sets via barrier methods on SIMD architectures.
Department of Mathematics, University of Bayreuth
Bayreuth , 2012 . - 20 S.

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Gruene_Jahn_comp_reach_sets_barrier_meth_simd_arch_2012.pdf - Angenommene Version
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Abstract

We consider the problem of computing reachable sets of ODE-based control systems parallely on CUDA hardware. To this end, we modify an existing algorithm based on solving optimal control problems. The idea is to simplify the optimal control problems to pure feasibility problems instead of minimizing an objective function. We show that an interior point algorithm is well suited for solving the resulting feasibility problems and leads to a sequence of linear systems of equations with identical matrix layout. If the problem is defined properly, these matrices are sparse and can be transformed into a hierarchical lower arrow form which can be solved on CUDA hardware with sparse linear algebra and Cholesky’s method. We demonstrate the performance of our new algorithm by computing the reachable sets of two test problems on a CPU implementation using several explicit and implicit Runge-Kutta methods of different order. The experiments reveal a significant speedup compared to the original optimal control algorithm.

Weitere Angaben

Publikationsform: Preprint, Postprint, Working paper, Diskussionspapier
Keywords: reachable set; feasibility problem; sparse linear equation system; Runge-Kutta method; CUDA; parallelization; lower arrow form
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 510 Mathematik
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Mathematisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Mathematisches Institut > Lehrstuhl Mathematik V (Angewandte Mathematik) > Lehrstuhl Mathematik V (Angewandte Mathematik) - Univ.-Prof. Dr. Lars Grüne
Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Profilfelder > Advanced Fields > Nichtlineare Dynamik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Mathematisches Institut > Lehrstuhl Mathematik V (Angewandte Mathematik)
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-1964-6
Eingestellt am: 27 Mrz 2015 10:11
Letzte Änderung: 27 Mrz 2015 10:11
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/1964