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| | ===理论=== | | ===理论=== |
| | 给定一组观测函数字典<math>\{\psi_1, \dots, \psi_{N_K}\} \subset D(\mathcal{K})(D(\mathcal{K})</math>为<math>\mathcal{K}</math>的定义域),EDMD 的目标是在子空间<math>V_{N_K} = \text{span}\{\psi_1, \dots, \psi_{N_K}\}</math>上近似<math>\mathcal{K}</math>的作用,即满足: | | 给定一组观测函数字典<math>\{\psi_1, \dots, \psi_{N_K}\} \subset D(\mathcal{K})(D(\mathcal{K})</math>为<math>\mathcal{K}</math>的定义域),EDMD 的目标是在子空间<math>V_{N_K} = \text{span}\{\psi_1, \dots, \psi_{N_K}\}</math>上近似<math>\mathcal{K}</math>的作用,即满足: |
| | + | |
| | <math>[\mathcal{K}\psi_j](\boldsymbol{x}) = \psi_j(F(\boldsymbol{x})) \approx \sum_{i=1}^{N_K} (K_{\text{EDMD}})_{ij} \psi_i(\boldsymbol{x}), \quad 1 \leq j \leq N_K.</math> | | <math>[\mathcal{K}\psi_j](\boldsymbol{x}) = \psi_j(F(\boldsymbol{x})) \approx \sum_{i=1}^{N_K} (K_{\text{EDMD}})_{ij} \psi_i(\boldsymbol{x}), \quad 1 \leq j \leq N_K.</math> |
| − | 定义向量值特征映射<math>\Psi(\boldsymbol{x}) = [\psi_1(\boldsymbol{x}), \dots, \psi_{N_K}(\boldsymbol{x})] \in \mathbb{C}^{1 \times N_K}</math>,则子空间<math>V_{N_K}</math>中的任意观测函数g可表示为<math>g(\boldsymbol{x}) = \sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(\boldsymbol{x}) g_j = \Psi(\boldsymbol{x}) \boldsymbol{g}</math>(其中<math>\boldsymbol{g} \in \mathbb{C}^{N_K}</math>为系数向量)。由此可将库普曼算子对g的作用分解为: | + | |
| | + | 定义向量值特征映射<math>\Psi(\boldsymbol{x}) = [\psi_1(\boldsymbol{x}), \dots, \psi_{N_K}(\boldsymbol{x})] \in \mathbb{C}^{1 \times N_K}</math>,则子空间<math>V_{N_K}</math>中的任意观测函数g可表示为 |
| | + | |
| | + | <math>g(\boldsymbol{x}) = \sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(\boldsymbol{x}) g_j = \Psi(\boldsymbol{x}) \boldsymbol{g}</math> |
| | + | |
| | + | 其中<math>\boldsymbol{g} \in \mathbb{C}^{N_K}</math>为系数向量。由此可将库普曼算子对g的作用分解为: |
| | + | |
| | <math>[\mathcal{K}g](\boldsymbol{x}) = \Psi(F(\boldsymbol{x})) \boldsymbol{g} = \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g}) + \underbrace{\sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(F(\boldsymbol{x})) g_j - \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g})}_{r(g, \boldsymbol{x})}.</math> | | <math>[\mathcal{K}g](\boldsymbol{x}) = \Psi(F(\boldsymbol{x})) \boldsymbol{g} = \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g}) + \underbrace{\sum_{j=1}^{N_K} \psi_j(F(\boldsymbol{x})) g_j - \Psi(\boldsymbol{x}) (K_{\text{EDMD}} \boldsymbol{g})}_{r(g, \boldsymbol{x})}.</math> |
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第502行: |
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| | 右图体现积分规则的性能差异,以 “数据点数量M” 为横轴、“核心矩阵元素最大绝对误差” 为纵轴(对数坐标),误差定义为: | | 右图体现积分规则的性能差异,以 “数据点数量M” 为横轴、“核心矩阵元素最大绝对误差” 为纵轴(对数坐标),误差定义为: |
| | + | |
| | <math>err = \max_{1 \leq j,k \leq N_K} \left| (\Psi_X^* W \Psi_Y)_{jk} - \langle K\psi_k, \psi_j \rangle \right|</math>, | | <math>err = \max_{1 \leq j,k \leq N_K} \left| (\Psi_X^* W \Psi_Y)_{jk} - \langle K\psi_k, \psi_j \rangle \right|</math>, |
| | + | |
| | 其中<math>\langle K\psi_k, \psi_j \rangle</math>为 Koopman 算子 inner product 的真实值(作为误差基准)。结果显示不同积分规则的收敛速率差异显著:高斯 - 勒让德规则指数收敛;梯形规则<math>O(M^{-2})</math>;黎曼和规则<math>O(M^{-1})</math>;蒙特卡洛规则<math>O(M^{-1/2})</math>。 | | 其中<math>\langle K\psi_k, \psi_j \rangle</math>为 Koopman 算子 inner product 的真实值(作为误差基准)。结果显示不同积分规则的收敛速率差异显著:高斯 - 勒让德规则指数收敛;梯形规则<math>O(M^{-2})</math>;黎曼和规则<math>O(M^{-1})</math>;蒙特卡洛规则<math>O(M^{-1/2})</math>。 |
| | + | [[文件:ResDMDGussian.png|无|缩略图|高斯迭代映射伪谱图与随着数据点𝑀数量增加,不同求积法则下Galerkin矩阵Ψ*<small>𝑋</small>𝑊Ψ<small>𝑌</small>的收敛情况。]] |
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| | ==核DMD== | | ==核DMD== |