May, 2024

基于 Koopman 的深度学习用于非线性系统估计

PDF
TL;DR应用 Koopman 算子理论和深度强化学习网络，提出了一种数据驱动的线性估计器，用于提取复杂非线性系统的有限维表示，实现对原始非线性系统未来状态的精确预测。该估计器还可以适应非线性系统的微分同胚变换，从而实现对变换后系统状态的估计，无需重新学习。
nonlinear differential equationsfluid flowspiking neuronskoopman operator theorydeep reinforcement learning
发现论文，激发创造
  • 深度学习神经网络表征非线性动力系统的 Koopman 算符

    这篇文章提出了一种基于深度学习的方法来学习非线性动力学系统的 Koopman 算子，自动选择高效的深度字典来描述这些系统，并成功预测了未来 100 步的量化预测和 400 步的定性振荡行为。

    Aug, 2017

  • 具备保证稳定性的非线性动态线性嵌入的物理知识概率学习

    本文提出了一种基于测度理论的深度神经网络学习连续时间 Koopman 算子的方法，使用结构参数化来保证稳定性，并构建了一个自动编码器架构以学习动态模态分解的残差部分，并在基于贝叶斯方法的平均场变分推断下评估了该框架。

    Jun, 2019

  • 非线性系统的计算高效数据驱动发现与线性表示

    使用 Koopman 算子理论开发了一个基于数据驱动的框架，用于非线性系统的系统识别和线性化控制，采用递归学习的深度学习框架，并使用线性二次控制器对得到的线性系统进行控制。通过在噪声数据上进行仿真，我们展示了我们的方法相比自编码器基准更高效且更准确的训练结果。

    Sep, 2023

  • 非线性动力学的通用线性嵌入的深度学习

    本文利用深度学习，从动态系统的轨迹数据中发现 Koopman 特征函数的表示，提出了一种改进的自动编码器模型，可以识别非线性坐标，将动力学嵌入到低维流形上，并将 Koopman 表示推广到具有连续谱的系统。

    Dec, 2017

  • 使用 Koopman 消息传递学习非线性网络动力学的线性嵌入

    本文提出了一种基于 Koopman 算子理论和消息传递网络的新方法，可以在任意时间步骤上全局有效地找到动态系统的线性表示，并应用于非线性网络动态问题及神经网络体系结构的高度非线性培训动态，获得了比当前技术水平高数个数量级的预测精度。

    May, 2023

  • 学习稳定 Koopman 算子的微分同胚方法

    本研究提出了 Koopmanizing Flows 方法，它是一种新的连续时间框架，用于监督学习一类非线性动力学的线性预测器，可有效地解决寻找有意义的有限维表示以进行预测的问题，并在 LASA 手写字体基准测试中展示出卓越的功效。

    Dec, 2021

  • Koopman 算子动态模型：学习、分析和控制

    本篇论文探讨了 Koopman 算子理论在处理非线性系统方面的应用，着重介绍了 Koopman 算子动力学模型中各种现有方法的优缺点，分析了 Koopman 算子理论与系统理论概念的关系及其在控制系统建模中的潜力，同时讨论了当前的挑战和未来的发展方向。

    Feb, 2021

  • Koopman 核回归

    该研究提出了一种基于 Koopman 算子理论的新型重现核希尔伯特空间 (RKHS)，称为 Koopman Kernel Regression (KKR)，可以提高预测的准确性和泛化能力，对于以 Koopman 为基础的预测器，最新的统计学习方法存在限制，所以提供比现有研究更为详尽的证明和更宽松的假设。

    May, 2023

  • 学习组合 Koopman 算子用于基于模型的控制

    本文提出了使用图神经网络对对象进行编码，使用分块的线性转移矩阵来规范化对象之间的共享结构，从而学习组合型 Koopman 操作符，以实现非定常系统的建模与控制。我们的实验结果表明，与现有的基线相比，所提出的方法具有更好的效率和泛化能力。

    Oct, 2019

  • 神经网络中的非线性提取与 Koopman 算子模型压缩

    深度神经网络中的非线性起着关键作用。本论文首先探讨了神经网络非线性的必要程度，然后提出了一种用于深度神经网络的模型压缩方法，该方法利用 Koopman 算子允许我们在神经网络的内部处理中使用线性代数，并在手写数字识别任务中得到了与传统方法相当或更好的成果。

    Feb, 2024