The article shows how to learn models of dynamical systems from data which are governed by an unknown variational PDE. Rather than employing reduction techniques, we learn a discrete field theory governed by a discrete Lagrangian density $L_d$ that is modelled as a neural network. Careful regularisation of the loss function for training $L_d$ is necessary to obtain a field theory that is suitable for numerical computations: we derive a regularisation term which optimises the solvability of the discrete Euler--Lagrange equations. Secondly, we develop a method to find solutions to machine learned discrete field theories which constitute travelling waves of the underlying continuous PDE.


翻译:本文展示了如何从数据中学习由未知变分偏微分方程(PDE)支配的动力系统模型。我们不采用降阶技术,而是学习一个由离散拉格朗日密度$L_d$(建模为神经网络)控制的离散场论。为了获得适合数值计算的场论,必须仔细正则化训练$L_d$的损失函数:我们推导出一个正则化项,以优化离散欧拉-拉格朗日方程的可解性。其次,我们开发了一种方法,用于寻找机器学习离散场论中的解,这些解构成了底层连续PDE的行波。

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