The data-driven recovery of the unknown governing equations of dynamical systems has recently received an increasing interest. However, the identification of the governing equations remains challenging when dealing with noisy and partial observations. Here, we address this challenge and investigate variational deep learning schemes. Within the proposed framework, we jointly learn an inference model to reconstruct the true states of the system from series of noisy and partial data, and the governing laws of these states. In doing so, this framework bridges classical data assimilation and state-of-the-art machine learning techniques. We also demonstrate that it generalises state-of-the-art methods. Importantly, both the inference model and the governing model embed stochastic components to account for stochastic variabilities, model errors, and reconstruction uncertainties. Various experiments on chaotic and stochastic dynamical systems support the relevance of our scheme w.r.t. state-of-the-art approaches.


翻译:数据驱动对动态系统未知的治理方程式的恢复最近引起了越来越多的兴趣,然而,在处理吵闹和局部观测时,确定治理方程式仍具有挑战性。在这里,我们应对这一挑战并调查各种深层次学习计划。在拟议框架内,我们共同学习了一种推论模型,用一系列吵闹和局部数据以及各州的治理法来重建系统的真实状态。在这样做时,这一框架将传统数据同化和最先进的机器学习技术连接起来。我们还表明,它概括了最新的方法。重要的是,推论模型和治理模型都包含分析成分,以计算随机变异性、模型错误以及重建的不确定性。关于混乱和随机动态系统的各种实验支持了我们的系统(w.r.t.st-st-t.)的关联性。

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