计算机科学 > 机器学习
[提交于 2024年2月1日
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标题: 物理信息神经网络的预处理
标题: Preconditioning for Physics-Informed Neural Networks
摘要: 物理信息神经网络(PINNs)在解决各种偏微分方程(PDEs)方面表现出潜力。 然而,训练病态对PINNs的收敛性和预测准确性产生了负面影响,这进一步限制了它们的实际应用。 在本文中,我们提出使用条件数作为诊断和缓解PINNs中病态的度量。 受经典数值分析的启发,在经典数值分析中,条件数衡量敏感性和稳定性,我们强调其在PINNs训练动态中的关键作用。 我们证明了定理,以揭示条件数如何与PINNs的误差控制和收敛性相关。 随后,我们提出了一种利用预处理来改善条件数的算法。 对18个PDE问题的评估展示了我们方法的优越性能。 显著的是,在这些问题中的7个问题中,我们的方法将误差降低了数量级。 这些实证结果验证了条件数在PINNs训练中的关键作用。
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