第条

混合动力系统逻辑的精化

作者:

安德烈普拉策作者信息和声明

严格的基于状态的方法：第九届国际会议，ABZ 2023，法国南希，2023年5月30日至6月2日，会议记录

页三-14

https://doi.org/10.1007/978-3-031-33163-3_1

出版:2023年5月30日出版历史

摘要

混合动力系统描述了计算机物理系统（如飞机、汽车、火车和机器人）的混合离散动力学和连续动力学。为了证明其物理模型的安全关键控制的正确性，微分动态逻辑(

数据链路

)提供了定理证明器KeYmaera X中实现的演绎规范和验证技术。逻辑

数据链路

用于证明混合动力系统的所有运行都是安全的(

[α] φ

)或混合动力系统最终达到预期目标(

⟨ α ⟩ φ

). 以下各项的组合

数据链路

的操作符自然代表了安全性、活性、稳定性和其他属性。的变更

数据链路

用于其他目的。微分求精逻辑（dRL）添加了一个运算符

α \leq β

表达混合系统

α

优化混合系统

β

，这很有用，例如，用于将具体的系统实现与其抽象验证模型相关联。就像这样

数据链路

dRL是在所有运算符下闭合的逻辑，它开辟了同时关联系统及其属性、将系统属性还原为系统关系或反之亦然、将系统关系还原为系统属性的系统方法。微分博弈逻辑（dGL）增加了在混合博弈中参考玩家获胜策略的能力，这有助于建立系统的正确性属性，其中不同代理的行为可能会干扰。

数据链路

其变体已在KeYmaera X中用于验证地面机器人避障、下一代机载防撞系统ACAS X、以及联邦铁路管理局模型中的列车控制运动学（带有轨道地形影响和气压制动传播）。

工具书类

[1]

Abate，A.，Tiwari，A.，Sastry，S.：生物激励动力系统中的盒不变性。Automatica（2009）

[2]

Ahrendt W等人。KeY工具柔和。系统。模型。2005 4 1 32-54

[3]

阿鲁尔R网络物理系统原理2015剑桥麻省理工学院出版社

[4]

Asarin，E.，Dang，T.，Maler，O.：混合系统的验证和合成。In:《控制工程》，Birkhäuser，巴塞尔（2006）

[5]

Bohrer，B.，Platzer，A.：混合动态信息流的混合动态逻辑。参见：Dawar和Grädel[16]，第115-124页。

[6]

Bohrer B和Platzer A Peltier N和Sofronie-Stokkermans V建设性混合游戏自动推理2020查姆斯普林格454-473

[7]

Bohrer，B.，Platzer，A.：精炼建设性混合游戏。摘自：Ariola，Z.M.（编辑）第五届计算和演绎形式结构国际会议，FSCD 2020，2020年6月29日至7月6日，法国巴黎。LIPIcs，第167卷，第14.1-14.19页。达格斯图尔-莱布尼兹·泽特鲁姆宫（Schloss Dagstuhl-Leibniz-Zentrum für Informatik）（2020年）。

[8]

Bohrer，B.，Platzer，A.：对抗性网络物理系统的结构化证明。ACM事务处理。嵌入。计算。系统。20（5秒），1-26（2021年）。EMSOFT 2021特刊

[9]

Bohrer，B.，Rahli，V.，Vukotic，I.，Völp，M.，Platzer，A.：形式验证的微分动态逻辑。收录人：Bertot，Y.，Vafeiadis，V.（eds.）Certified Programs and Proofs-第六届ACM SIGPLAN会议，CPP 2017，2017年1月16日至17日，法国巴黎，第208-221页。ACM，纽约（2017）。

[10]

Bohrer，B.，Tan，Y.K.，Mitsch，S.，Myreen，M.O.，Platzer，A.：VeriPhy：从验证的网络物理系统模型验证控制器可执行文件。摘自：Grossman，D.（编辑）《第39届ACM SIGPLAN编程语言设计与实现会议论文集》，PLDI 2018，第617-630页。ACM（2018）。

[11]

Bohrer，R.：网络物理系统的实际端到端验证。卡内基梅隆大学计算机科学学院计算机科学系博士论文（2021年）

[12]

Bohrer，R.：《KeYmaera X.的化学案例研究》。摘自：Groote，J.F.，Huisman，M.（编辑）《工业关键系统的形式方法——第27届国际会议》，FMICS 2022，LNCS，2022年9月14日至15日，波兰华沙，第13487卷，第103–120页。查姆施普林格（2022）。

[13]

Branicky，M.S.：混合系统研究：建模、分析和控制。电子工程与计算机科学系博士论文。，麻省理工学院。，马萨诸塞州剑桥市（1995年）

[14]

Christofides，P.D.，El-Farra，N.H.：非线性和混合过程系统的控制：不确定性、约束和时间延迟的设计。控制与信息科学讲义。查姆·斯普林格（2005）。

[15]

Cleaveland R、Mitsch S和Platzer A在ACAS X中正式验证了下一代空中防撞游戏ACM事务处理。嵌入。计算。系统。2023 22 1 1-30

[16]

Dawar，A.，Grädel，E.（编辑）：第33届ACM/IEEE年度计算机科学逻辑研讨会论文集。ACM，纽约（2018）

[17]

Fulton N、Mitsch S、Bohrer B和Platzer A Ayala-RincóN M和Muñoz CA Bellerophon：混合系统的战术定理证明交互式定理证明2017查姆斯普林格207-224

[18]

Fulton N、Mitsch S、Quesel J-D、Völp M和Platzer A Felty AP和Middeldorp A KeYmaera X：混合系统的公理化战术定理证明器自动扣除-CADE-252015查姆斯普林格527-538

[19]

Grosu R等人。Gopalakrishnan G，Qadeer S等人。从心脏细胞到遗传调控网络计算机辅助验证2011海德堡施普林格396-411

[20]

Henzinger TA、Kopke PW、Puri A和Varaiya P混合自动机的决定因素是什么？J.计算。系统。科学。1998 57 1 94-124

[21]

Jeannin，J.等人：经过正式验证的混合系统，用于下一代机载防撞系统中的安全咨询。STTT公司19(6), 717–741 (2017).

[22]

Kabra，A.，Mitsch，S.，Platzer，A.：联邦铁路管理局列车运动学模型的验证列车控制器：平衡相互竞争的制动力和轨道力。IEEE传输。计算。辅助设计。集成。电路系统。41(11), 4409–4420 (2022).

[23]

Kosaian，K.，Tan，Y.K.，Platzer，A.：Isabelle/HOL中第一个完整的实量词消除算法。在：Pientka，B.，Zdancewic，S.（编辑）第12届ACM SIGPLAN认证程序和校对国际会议论文集，第211–224页。ACM，纽约（2023）。

[24]

Lee EA和Seshia SA嵌入式系统简介-一种网络物理系统方法2013 Morrisville Lulu.com

[25]

Liberzon，D.：切换系统和控制。系统与控制：基础与应用。Birkhäuser，波士顿（2003年）

[26]

计算机科学中的逻辑（LICS），2012年第27届IEEE年会，IEEE，Los Alamitos（2012）

[27]

Loos，S.M.：微分求精逻辑。卡内基梅隆大学计算机科学学院计算机科学系博士论文（2016）

[28]

Loos，S.M.，Platzer，A.：微分求精逻辑。收录于：Grohe，M.，Koskinen，E.，Shankar，N.（编辑）LICS，第505-514页。ACM，纽约（2016）。

[29]

Lunze J和Lamnabhi-Lagarigue F混合系统控制手册：理论、工具、应用2009剑桥剑桥大学出版社

[30]

密特拉S验证网络物理系统：实现安全自治的途径2021剑桥麻省理工学院出版社

[31]

Mitsch S、Ghorbal K、Vogelbacher D和Platzer A地面机器人避障和导航的形式验证国际J机器人。物件。2017 36 12 1312-1340

[32]

Mitsch，S.，Platzer，A.：ModelPlex：验证的网络物理系统模型的运行时验证。形式方法系统。设计。49(1-2), 33–74 (2016). 2014年RV精选论文特刊

[33]

Mitsch S和Platzer A Ahrendt W、Beckert B、Bubel R、Hähnle R和Ulbrich M关于在KeYmaera家族中开发混合系统校准仪的回顾演绎软件验证：未来展望2020查姆斯普林格21-64

[34]

Nerode A Cooper SB、Löwe B和Sorbi A逻辑和控制现实世界中的计算和逻辑2007年柏林施普林格585-597

[35]

混合系统的Nerode A和Kohn W Grossman RL、Nerode A、Ravn AP和Rischel H模型：自动机、拓扑、可控性、可观测性混合动力系统1992年柏林施普林格317-356

[36]

混合系统的Platzer A微分动态逻辑J.汽车。推理。2008 41 2 143-189

[37]

Platzer，A.：微分动力学逻辑：混合系统的自动定理证明。奥尔登堡大学计算科学系博士论文（2008）

[38]

电镀机A混合系统的逻辑分析：复杂动力学定理的证明2010年海德堡施普林格

[39]

Platzer A Björner N和Sofronie-Stokkermans V随机混合程序的随机微分动态逻辑自动扣款–CADE-232011海德堡施普林格446-460

[40]

Platzer，A.：分布式混合系统量化微分动态逻辑的完全公理化。日志。方法。计算。科学。8(4:17), 1–44 (2012). CSL’10精选论文专刊

[41]

Platzer，A.：混合系统的完整证明理论。收录于：LICS[26]，第541-550页。

[42]

Platzer，A.：动力系统的逻辑。收录于：LICS[26]，第13-24页。

[43]

普拉泽：微分博弈逻辑。ACM事务处理。计算。日志。17(1), 1–51 (2015).

[44]

Platzer A Olivetti N和Tiwari A网络物理系统的逻辑和证明自动推理2016查姆斯普林格15-21

[45]

Platzer A微分动态逻辑的完全一致代换演算J.汽车。原因。2017 59 2 219-265

[46]

Platzer，A.：差分混合游戏。ACM事务处理。计算。日志。18(3), 1–44 (2017).

[47]

电镀机A网络物理系统的逻辑基础2018 Cham Springer

[48]

Platzer A和Quesel J-D Armando A、Baumgartner P和Dowek G KeYmaera：混合系统的混合定理证明器（系统描述）自动推理2008年海德堡施普林格171-178

[49]

Platzer A和Quesel J-D Breitman K和Cavalcanti A欧洲列车控制系统：正式验证的案例研究形式化方法与软件工程2009海德堡施普林格246-265

[50]

Platzer A、Quesel J-D和Rümmer P Schmidt RA真实世界验证自动扣除–CADE-222009年海德堡施普林格485-501

[51]

Platzer，A.，Tan，Y.K.：微分方程公理化：微分幽灵令人印象深刻的力量。参见：Dawar和Grädel[16]，第819-828页。

[52]

Platzer，A.，Tan，Y.K.：微分方程不变性公理化。美国临床医学杂志67(1), 1–66 (2020).

[53]

van der Schaft，A.J.，Schumacher，H.：《混合动力系统导论》，《控制与信息科学讲义》，第251卷。查姆施普林格（1999）。

[54]

Scharager M、Cordwell K、Mitsch S和Platzer A Huisman M、PéSáreanu C和Zhan N验证了实数的二次虚拟替代形式化方法2021 Cham Springer 200-217号

[55]

塔布阿达P混合系统的验证和控制：一种符号方法2009年柏林施普林格

[56]

Tan，Y.K.，Mitsch，S.，Platzer，A.：用逻辑验证切换系统的稳定性。收录：Bartocci，E.，Puto，S.（编辑）《混合系统：计算与控制》（CPS 2022周的一部分），HSCC2022。ACM（2022年）。

[57]

Tan，Y.K.，Platzer，A.：微分方程存在性和活性的公理方法。形式方面计算。(2), 461–518 (2021).

[58]

Tan YK和Platzer常微分方程的演绎稳定性证明系统构建和分析的工具和算法2021查姆斯普林格181-199

[59]

Tan，Y.K.，Platzer，A.：作为混合程序的交换系统。摘自：Jungers，R.M.，Ozay，N.，Abate，A.（编辑）第七届IFAC混合动力系统分析和设计会议，IFAC论文在线，ADHS 2021，比利时布鲁塞尔，2021年7月7日至9日，第54卷，第247–252页。Elsevier（2021）。

引用人

Hallerstede S公司(2024)事件B中的松散观察严格的基于状态的方法10.1007/978-3-031-63790-2_7(105-122)在线发布日期：2024年6月25日
https://dl.acm.org/doi/10.1007/978-3-031-63790-2_7

建议

动力系统的逻辑
LICS’12:2012年IEEE/ACM第27届计算机科学逻辑年会论文集

我们研究动力系统的逻辑，即动力系统性质的逻辑和证明原理。动态系统是描述系统状态如何随时间演变的数学模型。它们在建模和。。。
微分动态逻辑的一种证明逻辑：走向可独立检查的动态逻辑证明证书
CPP 2016：第五届ACM SIGPLAN认证项目和证明会议记录

微分动态逻辑是一种用于指定和验证网络物理系统模型的安全性、活性和其他属性的逻辑。基于微分动态逻辑的定理证明器已用于验证模型的安全性。。。
与keymaera一起玩混合游戏
IJCAR’12：第六届自动推理国际联合会议记录

我们提出了一种新的逻辑，称为微分动态博弈逻辑（${\sf-dDG}{\mathcal{L}}$），它在微分动态逻辑（${.sf-d}\mathcal{L}$）上添加了几个游戏结构，以便可以用于混合游戏。逻辑${\sf-dDG}{\。。。

评论

信息和贡献者

问询处

发布于

封面图片指南会议记录

严格的基于国家的方法：第九届国际会议，ABZ 2023，法国南希，2023年5月30日至6月2日，会议记录

2023年5月

385页

国际标准图书编号：978-3-031-33162-6

内政部：10.1007/978-3-031-33163-3

编辑：
Uwe Glässer公司
加拿大不列颠哥伦比亚省伯纳比西蒙·弗雷泽大学
,
何塞·克里萨克·坎波斯
葡萄牙布拉加明霍大学
,
多米尼克·梅里
法国范多维尔南希洛林大学
,
菲利普·帕兰克
法国图卢兹图卢兹大学

©作者，经施普林格自然瑞士公司2023独家授权。

出版商

Springer-Verlag公司

柏林，海德堡

出版历史

出版：2023年5月30日

作者标记

限定符

第条

贡献者

其他指标

查看文章指标

文献计量学和引文

文献计量学

文章指标

1
引文总数
查看引文
0
总下载次数

下载次数（过去12个月）0
下载次数（最近6周）0

反映截至2024年9月22日的下载量

其他指标

查看作者指标

引文

引用人

Hallerstede S公司(2024)事件B中的松散观察严格的基于状态的方法10.1007/978-3-031-63790-2_7(105-122)在线发布日期：2024年6月25日
https://dl.acm.org/doi/10.1007/978-3-031-63790-2_7

视图选项

查看选项

获取访问权限

登录选项

检查您是否可以通过登录凭据或您的机构访问本文。

完全访问权限

获取此出版物

媒体

数字

其他

桌子