With the ever-increasing availability of data, there has been an explosion of interest in applying modern machine learning methods to fields such as modeling and control. However, despite the flexibility and surprising accuracy of such black-box models, it remains difficult to trust them. Recent efforts to combine the two approaches aim to develop flexible models that nonetheless generalize well; a paradigm we call Hybrid Analysis and modeling (HAM). In this work we investigate the Corrective Source Term Approach (CoSTA), which uses a data-driven model to correct a misspecified physics-based model. This enables us to develop models that make accurate predictions even when the underlying physics of the problem is not well understood. We apply CoSTA to model the Hall-H\'eroult process in an aluminum electrolysis cell. We demonstrate that the method improves both accuracy and predictive stability, yielding an overall more trustworthy model.


翻译:随着数据的不断增多,人们开始对将现代机器学习方法应用于模型和控制等领域的兴趣激增,然而,尽管这种黑盒模型具有灵活性和令人惊讶的准确性,但仍然难以相信它们。最近将两种方法结合起来的努力旨在开发灵活模型,尽管这些模型非常广泛;我们称之为混合分析和模型(HAM)的范例。在这项工作中,我们调查了“纠正源周期方法(CoSTA) ” (CoSTA),该方法使用一种数据驱动模型来纠正一个错误的物理模型。这使我们能够开发出一些模型,准确预测问题的基本物理原理不为人所熟知时。我们应用CoSTA 来模拟铝解电解细胞中的Hr’eroult工艺。我们证明该方法既能提高准确性和预测性,又能产生一个整体上更可靠的模型。

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