For dynamical systems with a non hyperbolic equilibrium, it is possible to significantly simplify the study of stability by means of the center manifold theory. This theory allows to isolate the complicated asymptotic behavior of the system close to the equilibrium point and to obtain meaningful predictions of its behavior by analyzing a reduced order system on the so-called center manifold. Since the center manifold is usually not known, good approximation methods are important as the center manifold theorem states that the stability properties of the origin of the reduced order system are the same as those of the origin of the full order system. In this work, we establish a data-based version of the center manifold theorem that works by considering an approximation in place of an exact manifold. Also the error between the approximated and the original reduced dynamics are quantified. We then use an apposite data-based kernel method to construct a suitable approximation of the manifold close to the equilibrium, which is compatible with our general error theory. The data are collected by repeated numerical simulation of the full system by means of a high-accuracy solver, which generates sets of discrete trajectories that are then used as a training set. The method is tested on different examples which show promising performance and good accuracy.


翻译:对于非超曲平衡的动态系统来说,可以通过中位数理论大大简化稳定性研究。 这个理论可以将系统的复杂无症状行为与接近平衡点的系统隔离开来,通过分析所谓中位数的缩减定序系统来获得对其行为的有意义的预测。 由于中位数通常不为人知, 良好的近似方法很重要, 因为中位数的中位数表示, 降低定序系统来源的稳定性特性与全顺序系统来源的稳定性特性相同。 在这项工作中, 我们建立一个基于数据的数据版本的中位数元, 通过考虑将精确的数位相近来运作。 另外, 估计的和原始的减少的动态之间的差是量化的。 我们随后使用一个基于数据的内核法来构建与平衡相近的节数的合适近点, 这与我们的一般误差理论是兼容的。 数据是通过一个高精确度解算器对全系统进行重复的数字模拟而收集的。 数据通过高精确度解算器来生成离轨图解, 它将生成一系列的离轨图谱, 用来显示不同的性能。

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