A comparison of strategies to embed physics-informed neural networks in nonlinear model predictive control formulations solved via direct transcription
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
This study aims to benchmark candidate strategies for embedding neural network (NN) surrogates in nonlinear model predictive control (NMPC) formulations that are subject to systems described with partial differential equations and that are solved via direct transcription (i.e., simultaneous methods). This study focuses on the use of physics-informed NNs and physics-informed convolutional NNs as the internal (surrogate) models within the NMPC formulation. One strategy embeds NN models as explicit algebraic constraints, leveraging the automatic differentiation (AD) of an algebraic modelling language (AML) to evaluate the derivatives. Alternatively, the solver can be provided with derivatives computed external to the AML via the AD routines of the machine learning environment the NN is trained in. The three numerical experiments considered in this work reveal that replacing mechanistic models with NN surrogates may not always offer computational advantages when smooth activation functions are used in conjunction with a local nonlinear solver (e.g., Ipopt), even with highly nonlinear systems . Moreover, in this context, the external function evaluation of the NN surrogates often outperforms the embedding strategies that rely on explicit algebraic constraints, likely due to the difficulty in initializing the auxiliary variables and constraints introduced by explicit algebraic reformulations.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle