论新时期数据与学科发展的关系

随着信息化时代的发展,数据密集度不断增大,催生了数据拆解与抽象分析的需求,以发现普遍性规律并建立数学模型。通过计算机技术对海量数据进行分析,不仅有望推进物理学的‘大统一场理论’,还能加速整个科学领域的统一发展。

自古以来,久分必合,久合必分,就是因为无论分与合哪种状态都有各自的临界条件。而在科学学科发展过程中,随着信息化时代的来临,各领域数据密集度越来越大,可以预见的是,日后必然会有巨大的数据拆解分析的需求,目的就是需要将这些庞大的数据群进行拆解后的抽象分析,从而可以找出核心数据对科学发展进行进一步的使用。在这个过程中,就需要先找出哪些数据是具有普遍性的,即有些数据所代表的规律其实是重复出现在很多学科之中的,因为很多学科的发展都是由很多根节点性质的学科发展而来,这点在学科分类中不难得到答案。

发现普遍性的规律或数据后,接下来很重要的一步就是要建立数学模型。建立数学模型其实是工科、理科中很重要也很必要的步骤,基础数学和物理中每一个公式本质上都是数学模型,都是在实践、理论、计算等方法中总结的。在当今的时代,有了巨大的数据基础,我们至少可以避免很多必须的实践去验证,因为许多规律就藏在数据中。在这个角度上来看,随着学科发展越来越细,数据产生越来越多,我们所期待的的“合”离我们也就越来越近了。通过计算机技术对数据进行存储,与其它各领域进行多领域跨学科性的合作对海量已经产生的数据进行分析,从而找出共同的具有的规律,这不仅可以是物理界中的“大统一场理论”的实现有新的突破,同时还可以对整个科学领域的发展大统一向前推动一大步。

基于数据驱动的 Koopman 算子的递归神经网络模型线性化,用于纳米定位系统的预测控制研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“基于数据驱动的Koopman算子的递归神经网络模型线性化”展开,旨在研究纳米定位系统的预测控制问题,并提供完整的Matlab代码实现。文章结合数据驱动方法Koopman算子理论,利用递归神经网络(RNN)对非线性系统进行建模线性化处理,从而提升纳米级定位系统的精度动态响应性能。该方法通过提取系统隐含动态特征,构建近似线性模型,便于后续模型预测控制(MPC)的设计优化,适用于高精度自动化控制场景。文中还展示了相关实验验证仿真结果,证明了该方法的有效性和先进性。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab编程能力,从事精密控制、智能制造、自动化或相关领域研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①应用于纳米级精密定位系统(如原子力显微镜、半导体制造设备)中的高性能控制设计;②为非线性系统建模线性化提供一种结合深度学习现代控制理论的新思路;③帮助读者掌握Koopman算子、RNN建模模型预测控制的综合应用。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码逐段理解算法实现流程,重点关注数据预处理、RNN结构设计、Koopman观测矩阵构建及MPC控制器集成等关键环节,并可通过更换实际系统数据进行迁移验证,深化对方法泛化能力的理解。
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