R: Error Running Convex Optimization With CVXR

I am translating a MATLAB script that performs spectral factorization into R using the CVXR package for convex optimization. I have simplified the problem to focus only on constructing the Q matrix while maintaining the core constraints and objective.

MATLAB Script

The following MATLAB script constructs the Q matrix using a convex optimization framework:

The Constraints

  • Q must be positive semi-definite.
  • The block diagonals of Q are constrained to match the elements of R. Specifically, for every lag k (from 0 to p), the constraints ensure that the trace of each block matches the corresponding block of R.
function Q = compute_Q(n, p, Y)

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%input:
% n     = number of variables
% p     = order of the true AR model
% Y     = causal part of the "true" matrix polynomial $S^{-1}$ (IS)
%output:
% Q     = symmetric positive semidefinite matrix satisfying the constraints
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

R = Y;
s = n * (p + 1);

cvx_begin quiet
    variable Q(s, s) symmetric;
    maximize trace(Q(1:n, 1:n));
    subject to
        Q == semidefinite(s);
        for k = 0:p
            ind_diag = diag(ones(p + 1 - k, 1), k);
            for i = 1:n
                for j = 1:n
                    ind_bl = zeros(n);
                    ind_bl(i, j) = 1;
                    trace(kron(ind_diag, ind_bl) * Q) == R{k + 1}(i, j);
                end
            end
        end
cvx_end

end

Problem

Objective: Maximize the trace of the top-left nxn block of Q, i.e., maximize trace(Q_{1:n,1:n}).

Constraints:

  1. Q >= 0 (positive semidefinite constraint).
  2. trace(kron(ind_diag, ind_bl)xQ) = R_{ij}^{k}, where:
  • ind_diag: A diagonal matrix defining the block structure for lag k.
  • ind_bl: A block matrix with a single nonzero element at position
    (i,j).

R Translation

I translated the above MATLAB script into R using the CVXR package:

library(CVXR)

compute_Q <- function(n, p, Y) {
  R <- Y
  s <- n * (p + 1)
  Q <- Variable(s, s, symmetric = TRUE)
  
  # Objective: Maximize trace of the top-left block of Q
  objective <- Maximize(sum(diag(Q[1:n, 1:n])))
  
  # Constraints: Q is positive semidefinite
  constraints <- list(Q %>>% 0)
  
  # Add trace constraints for each block
  for (k in 0:p) {
    ind_diag <- diag(rep(1, p + 1 - k), k)
    for (i in 1:n) {
      for (j in 1:n) {
        ind_bl <- matrix(0, n, n)
        ind_bl[i, j] <- 1
        constraints <- c(
          constraints,
          trace(Q %*% kronecker(ind_diag, ind_bl)) == R[[k + 1]][i, j]
        )
      }
    }
  }
  
  # Solve the problem
  problem <- Problem(objective, constraints)
  result <- solve(problem, solver = "SCS")
  
  # Return the computed Q matrix
  return(result$getValue(Q))
}

Inputs

The inputs for the R function are:

k <- 9
n <- 5
p <- 1
Y <- list(
  matrix(c(2.1983699, 0.2066341, 0.2048484, 0.2066970, 0.2011900,
            0.2066341, 2.1954148, 0.2043585, 0.1901186, 0.1995567,
            0.2048484, 0.2043585, 2.2169782, 0.2075691, 0.2009464,
            0.2066970, 0.1901186, 0.2075691, 2.2021540, 0.2096051,
            0.2011900, 0.1995567, 0.2009464, 0.2096051, 2.1970326),
         nrow = 5, byrow = TRUE),
  matrix(c(0.1849041, 0.2060889, 0.1936582, 0.2057210, 0.2185530,
            0.1942851, 0.2074143, 0.1904800, 0.1798709, 0.2280653,
            0.1866000, 0.1944861, 0.1887652, 0.1946746, 0.1985805,
            0.2231732, 0.1974313, 0.2047517, 0.1884571, 0.1967431,
            0.2076642, 0.2123295, 0.1948372, 0.2092436, 0.1989898),
         nrow = 5, byrow = TRUE)
)

Error Encountered

When I run the R function:

Q_result <- compute_Q(n, p, Y)

I get the following error:

Error in .local(.Object, ...) : Invalid dimensions 00
17.
stop("Invalid dimensions ", dim)
16.
.local(.Object, ...)
15.
.nextMethod(.Object, ..., dim = intf_dim(.Object@value))
14.
eval(call, callEnv)
13.
eval(call, callEnv)
12.
callNextMethod(.Object, ..., dim = intf_dim(.Object@value))
11.
.local(.Object, ...)
10.
initialize(value, ...)
9.
initialize(value, ...)
8.
new(structure("Constant", package = "CVXR"), ...)
7.
.Constant(value = value)
6.
Constant(value = expr)
5.
as.Constant(y)
4.
Q %*% kronecker(ind_diag, ind_bl)
3.
Q %*% kronecker(ind_diag, ind_bl)
2.
trace(Q %*% kronecker(ind_diag, ind_bl))
1.
compute_Q(n, p, Y)

Question

Why does the CVXR implementation fail with this “Invalid dimensions” error? How should the constraints be set up in R to correctly mimic the MATLAB constraints?

1

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật