PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Proceedings of the National Academy of Sciences· 2016Q1

Doğrusal olmayan dinamik sistemlerin seyrek tanımlanması ile verilerden yönetici denklemlerin keşfi

Discovering governing equations from data by sparse identification of nonlinear dynamical systems

Steven L. Brunton, Joshua L. Proctor, J. Nathan Kutz

Kısa özet

Gürültülü verilerden yönetici denklemleri keşfetmek için seyrekliği teşvik eden teknikleri ve makine öğrenimini kullanan yeni bir algoritma, doğruluk ve karmaşıklığı dengeleyen tutumlu modeller oluşturur.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Verilerden yönetici denklemleri bulmak için seyrekliği, makine öğrenimini ve doğrusal olmayan dinamikleri birleştirir.
  • Aşırı uyumu önleyerek sistem temsilinin doğruluğu için gereken minimum terim setini belirler.
  • Doğrusal ve doğrusal olmayan salınıcılar ile kaotik Lorenz sistemi gibi kanonik sistemleri ve akışkan girdap ayrılması gibi karmaşık olguları başarıyla modellemiştir.
  • Parametrelendirilmiş, zamanla değişen ve zorlanmış sistemlere genelleme yeteneği gösterir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Extracting governing equations from data is a central challenge in many diverse areas of science and engineering. Data are abundant whereas models often remain elusive, as in climate science, neuroscience, ecology, finance, and epidemiology, to name only a few examples. In this work, we combine sparsity-promoting techniques and machine learning with nonlinear dynamical systems to discover governing equations from noisy measurement data. The only assumption about the structure of the model is that there are only a few important terms that govern the dynamics, so that the equations are sparse in the space of possible functions; this assumption holds for many physical systems in an appropriate basis. In particular, we use sparse regression to determine the fewest terms in the dynamic governing equations required to accurately represent the data. This results in parsimonious models that balance accuracy with model complexity to avoid overfitting. We demonstrate the algorithm on a wide range of problems, from simple canonical systems, including linear and nonlinear oscillators and the chaotic Lorenz system, to the fluid vortex shedding behind an obstacle. The fluid example illustrates the ability of this method to discover the underlying dynamics of a system that took experts in the community nearly 30 years to resolve. We also show that this method generalizes to parameterized systems and systems that are time-varying or have external forcing.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: İstatistiksel ve Doğrusal Olmayan Fizik

Statistical and Nonlinear PhysicsPhysics and Astronomy