本文提出将树邻接语法(TAG)引入贝叶斯框架,用于非线性系统辨识中的方程发现。现有基于TAG的辨识方法依赖进化优化,仅返回模型结构的点估计,无法量化不确定性。该研究在树结构及其参数上定义生成式先验,采用带结构保持树移动的可逆跳MCMC采样器,推断模型结构、参数与预测的联合后验分布,并考虑一步预测与基于仿真的两种训练目标。方法在多项式NARX仿真系统、Silverbox基准及Christchurch Bay Tower波浪载荷数据上验证,其中将Morison方程嵌入为固定初始树所构建的灰箱模型优于纯物理基线。结果表明,贝叶斯TAG适合动态系统方程发现中的不确定性量化及物理信息模型拟合。
| Tree-Adjoining Grammars (TAGs) | 树邻接语法,一种形式语法,用于将模型类编码为语法规则集,候选模型通过组合规则生成树结构。 |
| Nonlinear System Identification (NLSI) | 非线性系统辨识,从数据中推断非线性动态系统数学模型的过程。 |
| Reversible-Jump MCMC | 可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡洛,一种贝叶斯采样方法,允许在不同维度的模型空间之间跳转,用于模型选择。 |
| NARX | 带外生输入的非线性自回归模型,一种常用于描述非线性动态系统的差分方程模型。 |
| Morison's equation | 莫里森方程,用于计算波浪对海洋结构物作用力的半经验公式,常用于海洋工程。 |
📱 每天一份 AI 前沿日报
关注公众号,每天 09:00 推送 · 不错过任何重磅