We propose novel methods for Conditional Value-at-Risk (CVaR) estimation for nonlinear systems under high-dimensional dependent random inputs. We propose a DD-GPCE-Kriging surrogate that merges dimensionally decomposed generalized polynomial chaos expansion and Kriging to accurately approximate nonlinear and nonsmooth random outputs. We integrate DD-GPCE-Kriging with (1) Monte Carlo simulation (MCS) and (2) multifidelity importance sampling (MFIS). The MCS-based method samples from DD-GPCE-Kriging, which is efficient and accurate for high-dimensional dependent random inputs. A surrogate model introduces bias, so we propose an MFIS-based method where DD-GPCE-Kriging determines the biasing density efficiently and the high-fidelity model is used to estimate CVaR from biased samples. To speed up the biasing density construction, we compute DD-GPCE-Kriging using a cheap-to-evaluate low-fidelity model. Numerical results for mathematical functions show that the MFIS-based method is more accurate than the MCS-based method when the output is nonsmooth. The scalability of the proposed methods and their applicability to complex engineering problems are demonstrated on a two-dimensional composite laminate with 28 (partly dependent) random inputs and a three-dimensional composite T-joint with 20 (partly dependent) random inputs. In the former, the proposed MFIS-based method achieves 104x speedup compared to standard MCS using the high-fidelity model, while accurately estimating CVaR with 1.15% error.


翻译:我们提出了在高维依赖性随机输入下对非线性系统进行定量值值值值值值值值值值值值值值值值风险值值值(CVaR)估算的新方法。 我们提出了DD-GPCE-Krigg 代孕模型,该模型将维度分解的通用多元混乱扩大和克里格相融合,以准确估计非线性和非线性随机输出值值。 我们将DD-GPCE-Krigg与(1) Monte Carmomoud 模拟(MCS)和(2) 复合纤维重要性抽样(MFMIIS)结合起来。 DD-GPCE-Krigging基于逻辑方法样本,该模型对高维度依赖性随机输入有效且准确。 一种代孕期模型模型模型显示,DFIS-GPCE-Krigging法基础的基于MFIFIS, 其前导算方法比前导算方法更精确。 我们将DFIS-GCS的计算结果显示,而其前导法则显示,而前导法则显示,CSLFIFICS的计算法则比前方法更精确。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年12月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
26+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员