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Koopman算子理论
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2025年11月14日 (五) 14:34的版本
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2025年11月14日 (五) 14:34
→Koopman算子应用的简单案例
第228行:
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</math>
</math>
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其中<math> (y_1, y_2, y_3) = (x_1, x_2, x_1^2)</math>。如下图所示,我们可以画出在这个三维空间中系统动力学的[[流形]],也就是动力学曲线会在哪些平面上运动。首先,由于观测量本身的定义,我们有约束 <math> \ y_3 = y_1^2 </math>,在图中由蓝色曲面表示。在空间中有三条黑色轨迹,代表动力系统从三个不同起点出发的轨迹,它们始终都会在蓝色曲面上运动。因为<math>λ\ll μ<0</math>,所以<math> y_2 </math>的收敛速度会远快于<math> y_1 </math>,于是有一个吸引流形<math> y_2=y_1^2 </math>,这在图中表示为红色的曲面(与<math> y_3 </math>平行,在下方平面上的投影是二次函数曲线)。红色曲面与蓝色曲面相交的曲线(亮蓝色曲线)便位于<math> y_2=y_3 </math>
这个曲面上。绿色曲面则是接近
<math> y_2=y_3 </math>曲面的慢流形,因为它是由μ和2μ两个绝对值很小的特征值对应的特征向量张成的子空间。它与蓝色曲线交于[[稳定不动点]](0,0)。当轨迹从起点出发,会因为红色吸引流形的作用快速靠近红色与蓝色曲面的交界处。达到交界处后,由于绿色曲面的吸引作用,再缓慢地靠近最终的稳定不动点(0,0)。下图还展示了动力学在 <math>y_1-y_2</math> 平面上的投影。
+
其中<math> (y_1, y_2, y_3) = (x_1, x_2, x_1^2)</math>。如下图所示,我们可以画出在这个三维空间中系统动力学的[[流形]],也就是动力学曲线会在哪些平面上运动。首先,由于观测量本身的定义,我们有约束 <math> \ y_3 = y_1^2 </math>,在图中由蓝色曲面表示。在空间中有三条黑色轨迹,代表动力系统从三个不同起点出发的轨迹,它们始终都会在蓝色曲面上运动。因为<math>λ\ll μ<0</math>,所以<math> y_2 </math>的收敛速度会远快于<math> y_1 </math>,于是有一个吸引流形<math> y_2=y_1^2 </math>,这在图中表示为红色的曲面(与<math> y_3 </math>平行,在下方平面上的投影是二次函数曲线)。红色曲面与蓝色曲面相交的曲线(亮蓝色曲线)便位于<math> y_2=y_3 </math>
这个曲面上。这条交线上的每一点都代表<math> x_2 </math>达到了平衡,即它的导数为0。绿色曲面则是接近
<math> y_2=y_3 </math>曲面的慢流形,因为它是由μ和2μ两个绝对值很小的特征值对应的特征向量张成的子空间。它与蓝色曲线交于[[稳定不动点]](0,0)。当轨迹从起点出发,会因为红色吸引流形的作用快速靠近红色与蓝色曲面的交界处。达到交界处后,由于绿色曲面的吸引作用,再缓慢地靠近最终的稳定不动点(0,0)。下图还展示了动力学在 <math>y_1-y_2</math> 平面上的投影。
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Matthew
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