| 第297行: |
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| | 在这种情况下,DMD会预测出一个伪特征值3,这实际上是前两个特征值<math>\lambda=1</math>和<math>\lambda=2</math>的和,因为测量是前两个特征向量之和。因此,正如下文所述,采用验证与交叉验证技术以避免eDMD模型过拟合是非常重要的。 | | 在这种情况下,DMD会预测出一个伪特征值3,这实际上是前两个特征值<math>\lambda=1</math>和<math>\lambda=2</math>的和,因为测量是前两个特征向量之和。因此,正如下文所述,采用验证与交叉验证技术以避免eDMD模型过拟合是非常重要的。 |
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| − | Koopman算子的特征函数形成了Koopman不变子空间,并为动力学提供了理想的基底或坐标系来表示其演化。然而,Koopman特征函数在标准基底中可能没有有限的表达。因此,这些特征函数可能只能通过给定的观测函数来近似表示。我们可以将一个特征函数<math>\varphi(\mathbf{x})</math>用函数集合<math>{g_k(\mathbf{x})}_{k=1}^p</math>展开近似为:
| + | Koopman算子的特征函数形成了Koopman不变子空间,并为动力学提供了理想的基底或坐标系来表示其演化。这些特征函数可以通过给定的观测函数来近似表示。我们可以将一个特征函数<math>\varphi(\mathbf{x})</math>用函数集合<math>{g_k(\mathbf{x})}_{k=1}^p</math>展开近似为: |
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| | <math> \varphi(\mathbf{x}) \approx \sum_{k=1}^{p} \xi_k g_k(\mathbf{x}) = \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{g}(\mathbf{x}) </math> | | <math> \varphi(\mathbf{x}) \approx \sum_{k=1}^{p} \xi_k g_k(\mathbf{x}) = \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{g}(\mathbf{x}) </math> |
| 第317行: |
第317行: |
| | <math> \lambda \boldsymbol{\xi}^T = \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{Z}' \mathbf{Z}^\dagger </math> | | <math> \lambda \boldsymbol{\xi}^T = \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{Z}' \mathbf{Z}^\dagger </math> |
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| − | 特征函数<math>\varphi(\mathbf{x})</math>是由<math>\mathbf{Z}' \mathbf{Z}^\dagger</math>的左eDMD特征向量<math>\boldsymbol{\xi}^T</math>构成的,在基底<math>{g_k(\mathbf{x})}_{k=1}^p</math>下,<math>\varphi \approx \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{z}</math>。右特征向量是eDMD模态,与DMD模态类似。 | + | 特征函数<math>\varphi(\mathbf{x})</math>是由<math>\mathbf{Z}' \mathbf{Z}^\dagger</math>的左eDMD特征向量<math>\boldsymbol{\xi}^T</math>构成的,在观测函数<math>{g_k(\mathbf{x})}_{k=1}^p</math>下,<math>\varphi \approx \boldsymbol{\xi}^T \mathbf{z}</math>。右特征向量是eDMD模态,与DMD模态类似。 |
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| − | 必须确认预测到的特征函数在轨迹上确实表现为线性,这可以通过与预测动力学<math>\varphi(\mathbf{x}_{k+1}) = \lambda \varphi(\mathbf{x}_k)</math>进行比较来实现,因为上述回归会导致伪特征值和伪特征向量,除非基底函数<math>g_k</math>张成了Koopman不变子空间。 | + | 必须确认预测到的特征函数在轨迹上确实表现为线性,这可以通过与预测动力学<math>\varphi(\mathbf{x}_{k+1}) = \lambda \varphi(\mathbf{x}_k)</math>进行比较来实现,因为上述回归会导致伪特征值和伪特征向量,除非观测函数<math>g_k</math>张成了Koopman不变子空间。 |
| − | 通常会将原始状态<math>\mathbf{x}</math>也包含在扩展eDMD向量<math>\mathbf{z}</math>中。然而,有研究表明,对于包含多个固定点、周期轨道或其他吸引子的系统,如果在eDMD中引入状态<math>\mathbf{x}</math>,会导致封闭性问题。因为这类系统无法在拓扑上与具有单个固定点的有限维线性eDMD系统共轭。例如,图1.1中的Duffing振子系统有三个固定点,因此没有任何有限线性系统可以准确地在这三个点附近拟合状态<math>\mathbf{x}</math>的演化。不过,像哈密顿量这样的特征函数可能能够被准确地展开于基底中。 | + | 通常会将原始状态<math>\mathbf{x}</math>也包含在扩展eDMD向量<math>\mathbf{z}</math>中。然而,有研究表明,对于包含多个固定点、周期轨道或其他吸引子的系统,如果在eDMD中引入状态<math>\mathbf{x}</math>,会导致封闭性问题。因为这类系统无法在拓扑上与具有单个固定点的有限维线性eDMD系统共轭。例如,图1.1中的Duffing振子系统有三个固定点,因此没有任何有限线性系统可以准确地在这三个点附近拟合状态<math>\mathbf{x}</math>的演化。不过,像哈密顿量这样的特征函数可能能够被准确地展开。 |
| | 因此,区分出准确和伪特征函数对于eDMD来说至关重要;通常对应弱阻尼特征值的特征函数更容易被准确近似,因为它们在数据中具有显著特征。 | | 因此,区分出准确和伪特征函数对于eDMD来说至关重要;通常对应弱阻尼特征值的特征函数更容易被准确近似,因为它们在数据中具有显著特征。 |
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