Método de aprendizaje de proyección aleatoria para la descomposición de modos dinámicos
Autores: Surasinghe, Sudam; M. Bollt, Erik
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Método de aprendizaje de proyección aleatoria para la descomposición de modos dinámicos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Análisis de datos
Descomposición dinámica de modos
Proyección aleatoria
Modos DMD
Valor propio
Eigenvectores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Un método de análisis basado en datos conocido como descomposición modal dinámica (DMD) aproxima el operador lineal de Koopman en un espacio proyectado. En el espíritu del lema de Johnson-Lindenstrauss, usaremos una proyección aleatoria para estimar los modos DMD en un espacio dimensional reducido. En aplicaciones prácticas, las instantáneas están en un espacio observable de alta dimensión y la matriz del operador DMD es masiva. Por lo tanto, calcular DMD con el espectro completo es costoso, por lo que nuestro objetivo computacional principal es estimar los valores propios y los vectores propios del operador DMD en un dominio proyectado. Generalizamos el algoritmo actual para estimar un operador DMD proyectado. Nos enfocamos en un algoritmo de proyección aleatoria potente y sencillo que reducirá los costos computacionales y de almacenamiento. Mientras que, claramente, una proyección aleatoria simplifica la complejidad algorítmica de una proyección óptima detallada, como mostraremos, los resultados pueden ser generalmente excelentes, no obstante, y la calidad podría entenderse a través de una teoría bien desarrollada de proyecciones aleatorias. Demostraremos que los modos podrían calcularse por un bajo costo mediante los datos proyectados con una dimensión suficiente.
Descripción
Un método de análisis basado en datos conocido como descomposición modal dinámica (DMD) aproxima el operador lineal de Koopman en un espacio proyectado. En el espíritu del lema de Johnson-Lindenstrauss, usaremos una proyección aleatoria para estimar los modos DMD en un espacio dimensional reducido. En aplicaciones prácticas, las instantáneas están en un espacio observable de alta dimensión y la matriz del operador DMD es masiva. Por lo tanto, calcular DMD con el espectro completo es costoso, por lo que nuestro objetivo computacional principal es estimar los valores propios y los vectores propios del operador DMD en un dominio proyectado. Generalizamos el algoritmo actual para estimar un operador DMD proyectado. Nos enfocamos en un algoritmo de proyección aleatoria potente y sencillo que reducirá los costos computacionales y de almacenamiento. Mientras que, claramente, una proyección aleatoria simplifica la complejidad algorítmica de una proyección óptima detallada, como mostraremos, los resultados pueden ser generalmente excelentes, no obstante, y la calidad podría entenderse a través de una teoría bien desarrollada de proyecciones aleatorias. Demostraremos que los modos podrían calcularse por un bajo costo mediante los datos proyectados con una dimensión suficiente.