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Weighted Birkhoff averages accelerate data-driven methods
DOI:10.1098/rspa.2025.0979.png)
摘要
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许多动力系统中的数据驱动算法依赖于收敛速度极慢的遍历平均。一个简单的想法改变了这一点:对两端进行衰减。加权伯克霍夫平均可以收敛得快得多(有时甚至超多项式级或指数级),并且可以无缝融入现有方法中。我们通过五种加权算法展示了这一点:加权动态模态分解(wtDMD)、加权扩展DMD(wtEDMD)、加权非线性动力学稀疏辨识(wtSINDy)、加权谱测度估计和加权扩散预测。从流体流动到厄尔尼诺数据等各种示例中,结论明确:加权不增加成本,易于实现,并且往往能从相同数据中获得显著更好的结果。
Keyword:
data-driven dynamical systems
Birkhoff averages
Koopman operators
DMD
model identification
spectral convergence
forecasting

