The primary objective of this study is to remove duplicated monomial contributions that proliferate in Carleman linearization as state dimension and truncation order increase. To do so, we adopt a shift-and-lift architecture, since it exposes repeated exponent targets and allows duplicate-aware coefficient coalescing during lifted-operator assembly. This architecture also makes high-order truncation practical, but that regime intensifies local convergence and closure sensitivity for higher-order nonlinearities. We therefore pair shift-and-lift with a moving-center expansion so that shift and lift are updated jointly around evolving local centers, improving validity of the truncated model along the trajectory. The resulting workflow combines symmetry-reduced monomial bases, packed exponent-key indexing, and sparse triplet coalescing to preserve truncated affine dynamics while reducing index-resolution overhead and write-path irregularity. We analyze variable growth, preprocessing complexity, and truncation-induced error mechanisms, and we compare against Jacobian linearization through fixed-step error, admissible step size, and cost-at-target-accuracy criteria. Two benchmarks (bilinear driver and logistic interaction) show convergence under refinement for both approaches, with regime-dependent accuracy gains for the proposed method rather than universal superiority.


翻译:本研究的主要目标是消除卡莱曼线性化中随状态维度和截断阶数增加而激增的重复单项贡献。为此,我们采用移位-提升架构,该架构能暴露重复的指数目标,并允许在提升算子组装过程中实现重复感知的系数合并。该架构还使高阶截断变得可行,但这种模式会加剧高阶非线性的局部收敛与闭包敏感性。因此,我们将移位-提升与移动中心展开相结合,使移位和提升围绕演化的局部中心联合更新,从而提高截断模型沿轨迹的有效性。所得工作流程整合了对称约化的单项基、压缩指数键索引与稀疏三元组合并,在保留截断仿射动力学的同时降低了索引解析开销与写入路径不规则性。我们分析了变量增长、预处理复杂度与截断引发的误差机制,并通过固定步长误差、容许步长及目标精度成本准则与雅可比线性化进行了对比。两个基准测试(双线性驱动与逻辑交互)表明,两种方法在细化过程中均能收敛,而所提方法在特定场景下具有精度优势,并非普遍优越。

0
下载
关闭预览

相关内容

KARL:基于强化学习的知识智能体
专知会员服务
14+阅读 · 3月7日
《通信和导航中的优化算法设计》美国空军研究实验室
专知会员服务
41+阅读 · 2022年8月19日
通过条件梯度进行结构化机器学习训练,50页ppt与视频
专知会员服务
13+阅读 · 2021年2月25日
一文读懂线性回归、岭回归和Lasso回归
CSDN
34+阅读 · 2019年10月13日
【学界】DeepMind论文:深度压缩感知,新框架提升GAN性能
GAN生成式对抗网络
14+阅读 · 2019年5月23日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
专知会员服务
4+阅读 · 今天2:42
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
2+阅读 · 今天1:46
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
2+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
11+阅读 · 7月31日
《史诗怒火行动:多域前瞻评估》49页报告
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
《英国防部:未来空战系统数字化战略》33页
专知会员服务
5+阅读 · 7月31日
《面向自主飞行网络的智能体人工智能架构》
专知会员服务
8+阅读 · 7月31日
相关VIP内容
KARL:基于强化学习的知识智能体
专知会员服务
14+阅读 · 3月7日
《通信和导航中的优化算法设计》美国空军研究实验室
专知会员服务
41+阅读 · 2022年8月19日
通过条件梯度进行结构化机器学习训练,50页ppt与视频
专知会员服务
13+阅读 · 2021年2月25日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员