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关于动态模式分解:理论与应用。 (英语) Zbl 1346.37064号

摘要:最初引入流体力学界的动态模式分解(DMD)已成为分析非线性系统动力学的有力工具。然而,现有的DMD理论主要处理测量维远大于测量次数的序列时间序列。我们提出了一个理论框架,其中我们将DMD定义为近似线性算子的特征分解。这将DMD推广到更大的数据集类别,包括非序列时间序列。我们通过提出新的采样策略来证明该方法的实用性,这些策略分别提高了计算效率和减轻了噪声的影响。我们还引入了线性一致性的概念,这有助于解释将DMD应用于秩亏数据集的潜在缺陷,并通过示例进行了说明。现有文献中没有考虑此类计算,但可以使用我们更一般的框架来理解。此外,我们表明我们的理论加强了DMD和Koopman算子理论之间的联系。它还建立了DMD与其他技术之间的联系,包括特征系统实现算法(ERA),一种系统识别方法,以及气候科学中的线性逆建模(LIM)方法。我们证明了在一定条件下,DMD等价于LIM。

MSC公司:

37M10个 动力系统的时间序列分析
65页99 动力系统中的数值问题
47B33型 线性合成运算符
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