Noise poses a challenge for learning dynamical-system models because already small variations can distort the dynamics described by trajectory data. This work builds on operator inference from scientific machine learning to infer low-dimensional models from high-dimensional state trajectories polluted with noise. The presented analysis shows that, under certain conditions, the inferred operators are unbiased estimators of the well-studied projection-based reduced operators from traditional model reduction. Furthermore, the connection between operator inference and projection-based model reduction enables bounding the mean-squared errors of predictions made with the learned models with respect to traditional reduced models. The analysis also motivates an active operator inference approach that judiciously samples high-dimensional trajectories with the aim of achieving a low mean-squared error by reducing the effect of noise. Numerical experiments with high-dimensional linear and nonlinear state dynamics demonstrate that predictions obtained with active operator inference have orders of magnitude lower mean-squared errors than operator inference with traditional, equidistantly sampled trajectory data.


翻译:对学习动态系统模型来说,噪音是一个挑战,因为已经小的变异会扭曲轨迹数据描述的动态。这项工作建立在操作者从科学机器学习到从受噪音污染的高维状态轨迹推断低维模型的推论上。介绍的分析表明,在某些情况下,推断的操作者是经过仔细研究的基于预测的减少的操作者从传统的模型减少中公正估计出一个低度错误。此外,操作者推论和基于投影的模型减少之间的关联使得能够约束与所学模型一起对传统降幅模型所作的预测的中度错误。分析还激励了一个主动操作者推论方法,该方法通过减少噪音的影响,明智地采样高维度轨迹,以达到一个低度的中度错误。具有高度线性和非线性状态动态的数值实验表明,与主动操作者推论获得的预测,其平均值的误差幅度比操作者根据传统、等近的抽样轨迹数据推断的平均数要低。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
7+阅读 · 2019年5月31日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
最新内容
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
11+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
8+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
10+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
16+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
11+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
9+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
15+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
18+阅读 · 9月22日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员