随机反应网络对偶积分控制的方差缩减
最优化与控制
2017-11-23 v1 系统与控制
分子网络
摘要
Briat、Gupta 与 Khammash (Cell Systems, 2017) 近期提出的对偶积分反馈基序已知可确保复杂随机生物分子反应网络中给定分子物种均值动态的鲁棒完美适应。然而，人们观察到，与采用组成型（即开环）控制策略相比，它还会导致受控网络具有更高的方差。这被解释为适应特性的代价，并可视为整体受控网络的性能恶化。为降低该方差并改善性能，我们提出将对偶积分反馈基序与负反馈策略相结合。我们获得了理论与数值结果。理论结果基于一种定制的矩闭合方法，该方法可得到受控网络平稳方差的近似表达式，并预测通过增强负反馈强度确实可以降低方差。数值结果验证了该近似的准确性，并表明受控物种的方差确实可以降低，有时甚至低于其组成型水平。为验证两类负反馈策略的广泛适用性，我们考虑了三个分子网络。主要结论是：均值轨迹的整定时间速度与受控物种的平稳方差之间存在权衡；即较小的方差对应于较大的整定时间。
引用
@article{arxiv.1711.08291,
title = {Variance reduction for antithetic integral control of stochastic reaction networks},
author = {Corentin Briat and Ankit Gupta and Mustafa Khammash},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.08291},
year = {2017}
}
备注
41 pages, 33 figures, 2 tables