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具有长短期记忆网络的高维混沌系统的数据驱动预测。 (英语) Zbl 1402.92030

摘要:我们介绍了一种使用长短期记忆(LSTM)递归神经网络对高维混沌系统进行数据驱动预测的方法。所提出的LSTM神经网络在其降阶空间中对高维动力系统进行推理,并被证明是其吸引子的有效非线性逼近器集。我们展示了LSTM的预测性能,并将其与Lorenz 96系统、Kuramoto-Sivashinsky方程和原型气候模型获得的时间序列中的高斯过程(GPs)进行了比较。在所有考虑的应用中,LSTM网络在短期预测精度方面都优于GP。提出了一种混合结构,用平均随机模型(MSM-LSTM)扩展LSTM,以确保收敛到不变测度。这种新的混合方法完全由数据驱动,扩展了LSTM网络的预测能力。

MSC公司:

92秒20 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
62H30型 分类和区分;聚类分析(统计方面)
86A32型 地理统计学
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