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圖8進行分析可知,噪聲參數(shù)的估計難度相較于漂移參數(shù)更低。需要關注的是,當參數(shù)處于訓練范圍的上界附近(如r取值為0.8、σ取值為0.03時),出現(xiàn)了參數(shù)低估現(xiàn)象;而在下界附近,因模型對極端情況的學習經驗有限,參數(shù)估計值略有高估。在訓練范圍的中心區(qū)域,參數(shù)能夠實現(xiàn)無偏估計。這些結果既體現(xiàn)了兩階段神經網絡在處理復雜參數(shù)估計問題時的有效性,也表明其在邊界條件及極端值附近可能存在估計偏差。此類分析不僅有助于深入認知模型性能,還為模型的后續(xù)改進與參數(shù)調整提供了方向指引。為進一步探究兩階段神經網絡的參數(shù)估計性能,研究選取基線參數(shù)α=0.5與β=0.015,采用單因素變量法逐一調整參數(shù)取值。針對每組參數(shù)配置,重新隨機生成2000條樣本軌跡用于測試,所得估計結果的分布特征及統(tǒng)計量分別通過REF_Ref196325804\h圖9、REF_Ref196325805\h圖10和REF_Ref196325818\h表2、REF_Ref196325820\h表3予以呈現(xiàn)。圖SEQ圖\*ARABIC9兩階段神經網絡估計下的漂移參數(shù)r的概率密度函數(shù)圖圖SEQ圖\*ARABIC10兩階段神經網絡估計下的噪聲參數(shù)σ的概率密度函數(shù)圖為用這2000條樣本軌跡的參數(shù)估計值畫出的概率密度函數(shù)圖,從可以觀察到,漂移參數(shù)r為0.35或者0.65時,兩階段神經網絡可以很好地進行估計,峰值處在均值附近且數(shù)據較為集中,而噪聲參數(shù)σ也可以很好地估計出來。為了使結果更加直觀,我們做出了REF_Ref196325818\h表2和REF_Ref196325820\h表3,從兩表中可以看出,兩階段神經網絡能很好地對漂移參數(shù)r和噪聲參數(shù)σ進行估計。這些結果深化了對這一兩階段神經網絡性能的理解,并為其在實際應用中的有效性提供了更多的支持。表SEQ表\*ARABIC2兩階段神經網絡估計下漂移參數(shù)r的均值、方差和平均絕對誤差rrMean±SDrange00.[0.200959,0.596131]00[0.276861,0.716792]00[0.390741,0.835073]表SEQ表\*ARABIC3兩階段神經網絡估計下噪聲參數(shù)σ的均值、方差和平均絕對誤差σσMean±SDrange0.00750.00[0.000935,0.013082]00[0.006394,0.023507]00[0.010638,0.031760]總結本文主要研究了在高斯白噪聲激勵下的隨機動力系統(tǒng)的兩類參數(shù)(漂移參數(shù)和噪聲參數(shù))估計。首先確定了本文兩階段神經網絡所需要用到的激活函數(shù)、優(yōu)化算法以及權值初始化方法,然后通過損失函數(shù)圖確定了該神經網絡所需迭代訓練的次數(shù),同時通過嘗試,確定了網絡層數(shù),從而訓練得到了由LSTM和FNN結合構成的兩階段神經網絡。在進行參數(shù)估計時,先生成10000條樣本軌跡,將生成的樣本軌跡輸入到兩階段神經網絡中,得出真實值和預測值在函數(shù)y=x另外,我們還將參數(shù)分為三個節(jié)點,分別繪制出兩階段神經網絡估計下的漂移參數(shù)r和噪聲參數(shù)σ的概率密度函數(shù)圖像,為了更精確的觀察估計結果,還制作了誤差分析表,通過觀察得出結論:由LSTM和FNN構成的兩階段神經網絡在高斯白噪聲激勵下的隨機動力系統(tǒng)的參數(shù)估計中具有較好的性能。

參考文獻KloedenPE,PlatenE.NumericalSolutionofStochasticDifferentialEquations[M].Springer-Verlag,1992.?ksendalB.StochasticDifferentialEquations:AnIntroductionwithApplications[M].Springer,2003ChenX,LiuS.StochasticDynamicalSystemsandApplications[M].WorldScientificPublishing,2020.FisherRA.Thegoodnessoffitofregressionformulas[J].JournaloftheRoyalStatisticalSociety,1921.HazeltonML.MethodsofMomentsEstimation[M]//InternationalEncyclopediaofStatisticalScience.Springer,2011:816-817.Andrieu,C.,Doucet,A.,&Holenstein,R.Particlemethodsforchangedetection,systemidentificationandcontrol[J].ProceedingsoftheIEEE,2010,98(6):1063-1073.Gao,X.M.,Yang,S.F.,&Pan,S.B.Optimalparameterselectionforsupportvectormachinebasedonartificialbeecolonyalgorithm:Acasestudyofgrid-connectedPVsystempowerprediction[J].ComputationalIntelligenceandNeuroscience,2017,2017:7273017.Schmidt,R.M.RecurrentNeuralNetworks(RNNs):AgentleIntroductionandOverview[J].arXivpreprintarXiv:1912.05911,2019.Arifin,S.,Wijaya,A.K.,Wari,R.N.,&Yudistira,A.LongShort-TermMemory(LSTM):TrendsandFutureResearchPotential[J].InternationalJournalofEmergingTechnologyandAdvancedEngineering,2023,13(5):24-32.Kingma,D.P.,&Welling,M.Auto-encodingVariationalBayes[J].arXivpreprintarXiv:1312.6114,2013.Goodfellow,I.,Pouget-Abadie,J.,Mirza,M.,Xu,B.,Warde-Farley,D.,Ozair,S.,...&Bengio,Y.GenerativeAdversarialNets[C]//Advancesinneuralinformationprocessingsystems.2014:2672-2680.KongLK,SunJ,ZhangC.SDE-Net:Equippingdeepneuralnetworkswithuncertaintyestimates[C]//Proceedingsofthe37thInternationalConferenceonMachineLearning.2020:5405-5415.KidgerP,LyonsT,BassetDS.EfficientandaccurategradientsforneuralSDEs[J].OpenReview,2021.SequeirosC,Otero-MurasI,VázquezC,etal.Globaloptimizationapproachforparameterestimationinstochasticdynamicmodelsofbiosystems[J].IEEETransactionsonComputationalBiologyandBioinformatics,2022,19(6):2440-2450.SharrockL,KantasN,ParpasP,etal.OnlineparameterestimationfortheMcKean–Vlasovstochasticdifferentialequation[J].StochasticProcessesandTheirApplications,2023,162:481-546.KastorisD,GiotopoulosK,PapadopoulosD.NeuralNetwork-BasedParameterEstimationinDynamicalSystems[J].Information,2024,15(12):809.劉傳波,

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