Driven by increased complexity of dynamical systems, the solution of system of differential equations through numerical simulation in optimization problems has become computationally expensive. This paper provides a smart data driven mechanism to construct low dimensional surrogate models. These surrogate models reduce the computational time for solution of the complex optimization problems by using training instances derived from the evaluations of the true objective functions. The surrogate models are constructed using combination of proper orthogonal decomposition and radial basis functions and provides system responses by simple matrix multiplication. Using relative maximum absolute error as the measure of accuracy of approximation, it is shown surrogate models with latin hypercube sampling and spline radial basis functions dominate variable order methods in computational time of optimization, while preserving the accuracy. These surrogate models also show robustness in presence of model non-linearities. Therefore, these computational efficient predictive surrogate models are applicable in various fields, specifically to solve inverse problems and optimal control problems, some examples of which are demonstrated in this paper.


翻译:在动态系统日益复杂的驱动下,通过优化问题的数字模拟解决差异方程式系统的方法在计算上变得非常昂贵。本文件提供了一个智能数据驱动机制,用于构建低维代孕模型。这些代孕模型通过使用从对真正客观功能的评价中得出的培训实例,减少了解决复杂优化问题的计算时间。代孕模型是使用正正正正正正正正正正正的分解和辐射基功能相结合的组合构建的,并且通过简单的矩阵倍增提供系统响应。使用相对最大的绝对差作为近似准确度的衡量标准,它展示了以拉丁超立方采样和螺旋线辐射基函数为代孕模型,在优化的计算时间中支配可变顺序方法,同时保持准确性。这些代孕模型还显示在模型非线性的情况下具有稳健性。因此,这些计算高效的预测基模型适用于不同领域,特别是用于解决反向问题和最佳控制问题,本文举例说明了其中一些例子。

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