本文提出一种带回拉校正的标量辅助变量(PB-SAV)优化器,针对科学机器学习中由残差、边界、初始和数据损失等多项组成的复合目标函数。该方法利用各分量梯度构造秩不超过分量数的半正定曲率校正,并将其与动量和自适应迁移率结合,在单次隐式求解中同时作用于梯度与存储动量。理论分析表明,当迁移率按Loewner序非增时,算法满足精确的修正能量定律,并给出固定迁移率下局部稳定性的充要条件及局部几何收敛性;隐式求解可化为以分量数为阶数的稠密线性系统。在正向Burgers方程对比实验中,相同学习率与动量设置下,四分量配置相较单分量将平均尾部目标降低64.7%,最终解误差降低50.2%,验证了多分量校正的有效性。
| PB--SAV | 回拉校正标量辅助变量方法,一种用于科学机器学习中多分量目标优化的技术,通过标量追踪目标并利用分量梯度构建曲率校正。 |
| 自适应迁移率 | 优化器中根据梯度信息动态调整的迁移率参数,用于控制动量和梯度更新的隐式求解。 |
| Loewner序 | 矩阵之间的偏序关系,用于比较对称矩阵的大小,此处用于定义迁移率的非增性质。 |
| 修正能量定律 | 在优化过程中,由于迁移率的非增性质而精确满足的能量递减关系,保证算法的稳定性。 |
| 局部几何收敛 | 优化算法在驻点附近以几何速率(线性收敛)收敛到局部最优解的性质。 |
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