We introduce a Toeplitz-based framework for data-driven spectral estimation of linear evolution operators in dynamical systems. Focusing on transfer and Koopman operators from equilibrium trajectories without access to the underlying equations of motion, our method applies Toeplitz filters to the infinitesimal generator to extract eigenvalues, eigenfunctions, and spectral measures. Structural prior knowledge, such as self-adjointness or skew-symmetry, can be incorporated by design. The approach is statistically consistent and computationally efficient, leveraging both primal and dual algorithms commonly used in statistical learning. Numerical experiments on deterministic and chaotic systems demonstrate that the framework can recover spectral properties beyond the reach of standard data-driven methods.


翻译:本文提出了一种基于Toeplitz结构的框架,用于数据驱动的动力系统中线性演化算子的谱估计。该方法聚焦于从平衡轨迹中提取转移算子和Koopman算子(无需知晓底层运动方程),通过对无穷小生成元施加Toeplitz滤波器来提取特征值、特征函数及谱测度。通过设计可融入自伴性或斜对称性等结构先验知识。该方法具有统计一致性且计算高效,利用了统计学习中常用的原始算法与对偶算法。在确定性与混沌系统上的数值实验表明,该框架能够恢复传统数据驱动方法无法触及的谱特性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【新书稿】数据科学的谱方法:统计的视角,168页pdf
专知会员服务
58+阅读 · 2021年10月28日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
知识图谱的自动构建
DataFunTalk
58+阅读 · 2019年12月9日
论文浅尝 | 基于知识图谱中图卷积神经网络的推荐系统
开放知识图谱
67+阅读 · 2019年8月27日
详解GAN的谱归一化(Spectral Normalization)
PaperWeekly
11+阅读 · 2019年2月13日
数据分析师应该知道的16种回归方法:泊松回归
数萃大数据
35+阅读 · 2018年9月13日
如何将知识图谱特征学习应用到推荐系统?
人工智能头条
12+阅读 · 2018年6月10日
Spark机器学习:矩阵及推荐算法
LibRec智能推荐
16+阅读 · 2017年8月3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
1+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
2+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
0+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美海军陆战队将三型无人机整合入统一战场网络
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:39
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
3+阅读 · 今天9:12
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:08
美陆军-工业界协同推进反无人机系统技术发展
专知会员服务
1+阅读 · 今天8:46
《跨域指挥背景下的领导力发展》最新报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天8:40
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
10+阅读 · 8月3日
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
8+阅读 · 8月3日
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
相关VIP内容
【新书稿】数据科学的谱方法:统计的视角,168页pdf
专知会员服务
58+阅读 · 2021年10月28日
自动结构变分推理,Automatic structured variational inference
专知会员服务
41+阅读 · 2020年2月10日
相关资讯
知识图谱的自动构建
DataFunTalk
58+阅读 · 2019年12月9日
论文浅尝 | 基于知识图谱中图卷积神经网络的推荐系统
开放知识图谱
67+阅读 · 2019年8月27日
详解GAN的谱归一化(Spectral Normalization)
PaperWeekly
11+阅读 · 2019年2月13日
数据分析师应该知道的16种回归方法:泊松回归
数萃大数据
35+阅读 · 2018年9月13日
如何将知识图谱特征学习应用到推荐系统?
人工智能头条
12+阅读 · 2018年6月10日
Spark机器学习:矩阵及推荐算法
LibRec智能推荐
16+阅读 · 2017年8月3日
相关基金
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
1+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
2+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
0+阅读 · 2014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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员