降阶建模(ROM)或模型降阶(MOR),是一种技术,可以降低计算机模型的计算复杂性或存储要求,同时保持预期的保真度和受控误差。使用低阶代理模型可以简化分析和控制设计。与高阶模型相比,更简单的模型更易于理解和操作。
科学家和工程师使用rom相关技术来创建系统级模拟,设计控制系统,优化产品设计,并构建数字孪生应用程序。
为什么使用降阶建模?
高保真模型可能涉及大规模非线性动态系统行为,其模拟可能需要数小时甚至数天。某些应用程序需要对模型进行数千次模拟。运行许多高保真模拟会带来巨大的计算挑战。
此外,通过线性化复杂模型、互连模型元素或其他源而获得的高保真模型可能包含对应用程序特别感兴趣的动态影响不大的状态。
降阶建模方法
MATLAB®和万博1manbetx®万博1manbetx支持降阶建模技术。传统的降阶建模方法依赖于对底层模型的数学或物理理解。一些ROM技术(如结构力学中的Craig-Bampton方法)适用于基于PDE的特定模型,而其他ROM技术(如适当正交分解(POD))适用于基于ODE/DAE的模型。
许多技术,例如奇异值分解(SVD),特征值分解(EVD),主成分分析(PCA),查找表,插值和曲线拟合作为模型降阶的一部分也很有用平衡截断和零极点简化通常用于简化系统模型。
在人工智能领域,适当设计和训练的人工智能模型通常使用ODE/DAE建模空间中的系统降阶模型(ROM)。