非線性狀態空間模型
rtvt=(1−α)rt−1+αf(Art−1+Winut)=Woutrt
其中 r∈RN 表示狀態, u∈Rd 表示輸入, A∈RN×N,Win∈RN×d,f(⋅)=tanh(⋅) 組成了非線性的狀態轉移方程。
非線性自迴歸模型
vt=g(ut,ut−1,…,ut−q+1)
兩者的聯繫
若具有如下特殊結構:
A=[OIN−pOO]N×N
Win=[WO]N×d,W∈Rp×d
假設 α=1,N/p=q
rt=f([OIN−pOO]rt−1+[WO]ut)=f([Wutrt−1,1:N−p])=⎣⎢⎢⎢⎢⎢⎡f(Wut)f∘f(Wut−1))⋮qf∘⋯∘f(Wut−q+1)⎦⎥⎥⎥⎥⎥⎤
rt=f⎝⎜⎛[OIN−pOO]rt−1+⎣⎢⎡W1⋮Wq⎦⎥⎤ut⎠⎟⎞=⎣⎢⎡f(W1ut)f(f(W1ut−1)+W2ut)⋮⎦⎥⎤=F(ut,ut−1,…,ut−q+1)
因此
vt=WoutF(ut,ut−1,…,ut−q+1)≜g(ut,ut−1,…,ut−q+1)
即把狀態空間模型轉化成了自迴歸模型。