Neural Port-Hamiltonian Differential Algebraic Equations for Compositional Learning of Electrical Networks
Notice bibliographique
Résumé
We develop compositional learning algorithms for coupled dynamical systems, with a particular focus on electrical networks. While deep learning has proven effective at modeling complex relationships from data, compositional couplings between system components typically introduce algebraic constraints on state variables, posing challenges to many existing data-driven approaches to modeling dynamical systems. Towards developing deep learning models for constrained dynamical systems, we introduce neural port-Hamiltonian differential algebraic equations (N-PHDAEs), which use neural networks to parameterize unknown terms in both the differential and algebraic components of a port-Hamiltonian DAE. To train these models, we propose an algorithm that uses automatic differentiation to perform index reduction, automatically transforming the neural DAE into an equivalent system of neural ordinary differential equations (N-ODEs), for which established model inference and backpropagation methods exist. Experiments simulating the dynamics of nonlinear circuits exemplify the benefits of our approach: the proposed N-PHDAE model achieves an order of magnitude improvement in prediction accuracy and constraint satisfaction when compared to a baseline N-ODE over long prediction time horizons. We also validate the compositional capabilities of our approach through experiments on a simulated DC microgrid: we train individual N-PHDAE models for separate grid components, before coupling them to accurately predict the behavior of larger-scale networks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».