tensorflow利用贝叶斯网络自动预测本构模型的代码实现

时间: 2023-08-21 22:05:12 浏览: 50
以下是TensorFlow实现利用贝叶斯网络自动预测本构模型的代码实现示例,需要用到TensorFlow Probability库: ```python import tensorflow as tf import tensorflow_probability as tfp tfd = tfp.distributions # 定义贝叶斯网络模型的结构和参数 def construct_bayesian_network(): # 定义本构模型的参数节点 stiffness = tfd.Normal(loc=0., scale=1., name='stiffness') damping = tfd.Normal(loc=0., scale=1., name='damping') # 定义观测节点 stress = tfd.Normal(loc=0., scale=1., name='stress') strain = tfd.Normal(loc=0., scale=1., name='strain') # 定义贝叶斯网络模型 joint = tfd.JointDistributionNamedAutoBatched( dict(stiffness=stiffness, damping=damping, stress=stress, strain=strain)) # 返回模型 return joint # 定义贝叶斯推断算法 def construct_inference(joint): # 定义先验分布 prior = joint.sample(100) # 定义似然函数 def log_likelihood(strain, stress, stiffness, damping): # 定义本构模型方程 model = stress - stiffness * strain - damping * tf.math.log(1. + strain) # 计算似然函数 return tfd.Normal(loc=model, scale=0.1).log_prob(stress) # 定义后验分布 def posterior(stress, strain): return joint.condition(stress=stress, strain=strain) # 定义贝叶斯推断算法 bijectors = [tfp.bijectors.Identity()]*4 kernel = tfp.mcmc.NoUTurnSampler( target_log_prob_fn=lambda *args: joint.log_prob(*args, **dict(zip(joint.parameters.keys(), args))), step_size=0.1, bijector=bijectors) hmc = tfp.mcmc.TransformedTransitionKernel( inner_kernel=kernel, bijector=bijectors) adaptive_hmc = tfp.mcmc.SimpleStepSizeAdaptation( inner_kernel=hmc, num_adaptation_steps=20, target_accept_prob=0.75) inference = tfp.mcmc.SimpleStepSizeAdaptation( inner_kernel=adaptive_hmc, num_adaptation_steps=20) # 返回推断算法 return inference, prior, log_likelihood, posterior # 训练模型 def train_model(joint, inference, prior, log_likelihood, posterior): # 定义观测数据 strain_observed = tf.constant([0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5]) stress_observed = tf.constant([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0]) # 定义采样器 samples = tfp.mcmc.sample_chain( num_results=1000, num_burnin_steps=500, current_state=prior, kernel=inference, trace_fn=None, seed=42) # 计算后验分布 posterior_samples = posterior(stress_observed, strain_observed).sample(1000) # 计算本构模型的预测值 strain_test = tf.constant([0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0]) stress_predicted = tf.reduce_mean([log_likelihood(strain_test, None, s, d).numpy() for s, d in posterior_samples], axis=0) # 返回预测结果 return strain_test.numpy(), stress_predicted # 调用函数进行训练和预测 joint = construct_bayesian_network() inference, prior, log_likelihood, posterior = construct_inference(joint) strain_test, stress_predicted = train_model(joint, inference, prior, log_likelihood, posterior) print(strain_test, stress_predicted) ``` 以上代码仅仅是一个示例,实际中需要根据具体的本构模型和数据进行修改。

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好的,根据上面的目标函数,我们可以推导出其对应的梯度向量函数,如下所示: def gradient(x, y, beta): """ Compute gradient of the logistic regression loss function :param beta: model parameter vector :param x: feature matrix :param y: label vector :return: gradient vector """ n = x.shape[0] pred = 1 /
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