清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Optimal control of PDEs using physics-informed neural networks

离散化 偏微分方程 人工神经网络 伯格斯方程 最优控制 非线性系统 伴随方程 应用数学 控制变量 计算机科学 李普希茨连续性 拉普拉斯变换 数学 物理 数学优化 人工智能 数学分析 统计 量子力学
作者
Saviz Mowlavi,Saleh Nabi
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier]
卷期号:473: 111731-111731 被引量:77
标识
DOI:10.1016/j.jcp.2022.111731
摘要

Physics-informed neural networks (PINNs) have recently become a popular method for solving forward and inverse problems governed by partial differential equations (PDEs). By incorporating the residual of the PDE into the loss function of a neural network-based surrogate model for the unknown state, PINNs can seamlessly blend measurement data with physical constraints. Here, we extend this framework to PDE-constrained optimal control problems, for which the governing PDE is fully known and the goal is to find a control variable that minimizes a desired cost objective. We provide a set of guidelines for obtaining a good optimal control solution; first by selecting an appropriate PINN architecture and training parameters based on a forward problem, second by choosing the best value for a critical scalar weight in the loss function using a simple but effective two-step line search strategy. We then validate the performance of the PINN framework by comparing it to adjoint-based nonlinear optimal control, which performs gradient descent on the discretized control variable while satisfying the discretized PDE. This comparison is carried out on several distributed control examples based on the Laplace, Burgers, Kuramoto-Sivashinsky, and Navier-Stokes equations. Finally, we discuss the advantages and caveats of using the PINN and adjoint-based approaches for solving optimal control problems constrained by nonlinear PDEs. • PINNs are applied to PDE-constrained optimal control problems. • Guidelines for validating and evaluating the optimal control solution are discussed. • The performance of the PINN approach is compared with adjoint-based optimization. • Several examples are considered, including the Navier-Stokes equations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Hello应助xun采纳,获得10
27秒前
李娇完成签到 ,获得积分10
31秒前
34秒前
42秒前
xun发布了新的文献求助10
46秒前
顾矜应助xun采纳,获得10
1分钟前
花花糖果完成签到 ,获得积分10
2分钟前
3分钟前
xun发布了新的文献求助10
3分钟前
小羊咩完成签到 ,获得积分10
3分钟前
shushu完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
xun发布了新的文献求助10
4分钟前
yujie完成签到 ,获得积分10
4分钟前
cheney完成签到 ,获得积分10
5分钟前
amberzyc应助欢呼亦绿采纳,获得10
5分钟前
Hello应助只与你采纳,获得10
5分钟前
orixero应助xun采纳,获得10
5分钟前
5分钟前
恒牙完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
只与你发布了新的文献求助10
5分钟前
gwbk完成签到,获得积分10
5分钟前
只与你完成签到,获得积分10
6分钟前
汪鸡毛完成签到 ,获得积分10
6分钟前
小燕子完成签到 ,获得积分10
6分钟前
lanxinge完成签到 ,获得积分10
6分钟前
薛家泰完成签到 ,获得积分10
7分钟前
7分钟前
xun发布了新的文献求助10
7分钟前
和风完成签到 ,获得积分10
7分钟前
欢呼亦绿完成签到,获得积分10
8分钟前
8分钟前
nlwsp完成签到 ,获得积分10
8分钟前
殷勤的紫槐完成签到,获得积分0
8分钟前
trophozoite完成签到 ,获得积分10
9分钟前
9分钟前
9分钟前
9分钟前
感动初蓝完成签到 ,获得积分10
10分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5293164
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4443432
关于积分的说明 13831191
捐赠科研通 4327040
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2375250
邀请新用户注册赠送积分活动 1370606
关于科研通互助平台的介绍 1335313