Model Order Reduction (MOR) methods enable the generation of real-time-capable digital twins, which can enable various novel value streams in industry. While traditional projection-based methods are robust and accurate for linear problems, incorporating Machine Learning to deal with nonlinearity becomes a new choice for reducing complex problems. Such methods usually consist of two steps. The first step is dimension reduction by projection-based method, and the second is the model reconstruction by Neural Network. In this work, we apply some modifications for both steps respectively and investigate how they are impacted by testing with three simulation models. In all cases Proper Orthogonal Decomposition (POD) is used for dimension reduction. For this step, the effects of generating the input snapshot database with constant input parameters is compared with time-dependent input parameters. For the model reconstruction step, two types of neural network architectures are compared: Multilayer Perceptron (MLP) and Runge-Kutta Neural Network (RKNN). The MLP learns the system state directly while RKNN learns the derivative of system state and predicts the new state as a Runge-Kutta integrator.


翻译:减少命令模型(MOR)方法能够产生实时可操作的数字双胞胎,这可以在工业中产生各种新的价值流。传统的预测方法对于线性问题是稳健和准确的,而采用机器学习处理非线性则成为减少复杂问题的一个新选择。这种方法通常由两个步骤组成。第一步是通过投影方法降低尺寸,第二个步骤是神经网络的模型重建。在这项工作中,我们分别对两个步骤进行一些修改,并用三个模拟模型调查它们如何受到测试的影响。在所有案例中,正正正正正正正方形变形(POD)被用于减少尺寸。对于这一步骤,用恒定输入参数生成输入快照数据库的效果与持续输入参数进行比较。对于模型重建步骤,比较了两种神经网络结构类型:多层 Perceptron(MLP)和Runge-Kutta Neural 网络(RKNNN)。MLP直接学习系统状态,而RKNNN在RKNN学习系统外导出并预测新状态为Ringge-Kutta Ingrototor。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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