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用于快速可靠求解含时微分方程的机器学习。 (英语) Zbl 1454.65185号

摘要:我们提出了一种基于人工神经网络(ANN)的数据驱动模型降阶(MOR)技术,适用于由常微分方程(ODE)或含时偏微分方程(PDE)产生的动力学系统。与基于模型的方法不同,该方法是非侵入性的,因为它只需要通过高保真(HF)ODE或PDE模型生成的输入-输出对集合。我们将模型约简问题表述为一个极大似然问题,在这个问题中,我们寻找一个模型,在一类候选模型中,将可用输入-输出对上的误差最小化。具体地说,我们通过人工神经网络表示候选模型,我们对其进行训练以从训练输入输出数据中学习HF模型的动力学。我们证明,ANN模型能够以任何期望的精度逼近ODE描述的每个时间相关模型。我们在不同的问题上测试了该技术,包括两个大型模型的模型简化。本文所考虑的两个ODE高频系统分别来自抛物线和双曲线PDE的空间离散化,这为该技术的应用提供了一个前景广阔的领域。

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65页99 动力系统中的数值问题
68T07型 人工神经网络与深度学习
93立方厘米30 系统标识
65K10码 数值优化和变分技术
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