Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cs > arXiv:2507.11739

帮助 | 高级搜索

计算机科学 > 机器学习

arXiv:2507.11739 (cs)
[提交于 2025年7月15日 ]

标题: 基于共形预测的非线性动力学稀疏识别

标题: Sparse Identification of Nonlinear Dynamics with Conformal Prediction

Authors:Urban Fasel
摘要: 稀疏非线性动力学识别(SINDy)是一种从数据中发现非线性动力系统模型的方法。 在安全关键应用中,量化SINDy模型的不确定性对于评估其可靠性至关重要。 虽然存在各种用于SINDy的不确定性量化方法,包括贝叶斯和集合方法,但本文探讨了将符合预测(Conformal Prediction)整合进来,这是一种可以在最小假设(如数据可交换性)基础上提供有效预测区间并具有覆盖保证的框架。 我们介绍了与集合SINDy(E-SINDy)结合的符合预测的三个应用:(1)量化时间序列预测的不确定性,(2)基于库特征重要性的模型选择,以及(3)使用特征符合预测量化识别模型系数的不确定性。 我们在随机捕食者-被捕食者动力学和几个混沌动力系统上展示了这三个应用。 我们表明,与E-SINDy结合的符合预测方法可以可靠地实现时间序列预测的目标覆盖,有效地量化特征重要性,并在非高斯噪声下相比标准E-SINDy系数估计产生更稳健的不确定性区间。
摘要: The Sparse Identification of Nonlinear Dynamics (SINDy) is a method for discovering nonlinear dynamical system models from data. Quantifying uncertainty in SINDy models is essential for assessing their reliability, particularly in safety-critical applications. While various uncertainty quantification methods exist for SINDy, including Bayesian and ensemble approaches, this work explores the integration of Conformal Prediction, a framework that can provide valid prediction intervals with coverage guarantees based on minimal assumptions like data exchangeability. We introduce three applications of conformal prediction with Ensemble-SINDy (E-SINDy): (1) quantifying uncertainty in time series prediction, (2) model selection based on library feature importance, and (3) quantifying the uncertainty of identified model coefficients using feature conformal prediction. We demonstrate the three applications on stochastic predator-prey dynamics and several chaotic dynamical systems. We show that conformal prediction methods integrated with E-SINDy can reliably achieve desired target coverage for time series forecasting, effectively quantify feature importance, and produce more robust uncertainty intervals for model coefficients, even under non-Gaussian noise, compared to standard E-SINDy coefficient estimates.
主题: 机器学习 (cs.LG) ; 计算工程、金融与科学 (cs.CE); 动力系统 (math.DS)
引用方式: arXiv:2507.11739 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2507.11739v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.11739
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Urban Fasel [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 15 日 21:12:09 UTC (3,384 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cs.LG
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.CE
math
math.DS

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号