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非线性动力系统的非渐近精确学习

机器学习 2021-11-22 v2 系统与控制 系统与控制 最优化与控制 应用统计 机器学习

摘要

我们考虑学习由非线性状态方程ht+1=ϕ(ht,ut;θ)+wth_{t+1}=\phi(h_t,u_t;\theta)+w_t控制的稳定系统的问题。这里θ\theta是未知的系统动态,hth_t是状态,utu_t是输入,wtw_t是加性噪声向量。我们研究基于梯度的算法,从单条有限轨迹获得的样本中学习系统动态θ\theta。如果系统由稳定输入策略驱动,我们证明通过混合时间论证的截断论证,时间相关样本可近似为i.i.d.样本。然后我们为经验损失梯度的均匀收敛建立新的保证。与现有工作不同,我们的界对噪声敏感,从而允许以高准确度和小样本复杂度学习真实动态。总之,我们的结果促进了稳定策略下一般非线性系统的高效学习。我们将保证专门化到逐项非线性激活,并在各种数值实验中验证了我们的理论。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.08538,
  title  = {Non-asymptotic and Accurate Learning of Nonlinear Dynamical Systems},
  author = {Yahya Sattar and Samet Oymak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08538},
  year   = {2021}
}

备注

presentation improved, proof sketch added, Assumption 2(b) removed, references added