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从电气交换网络到混合自动机。 (英语) Zbl 1427.94116号

Fitzgerald,John(编辑)等,FM 2016:形式方法。第21届国际研讨会,2016年11月9日至11日,塞浦路斯利马索尔。诉讼程序。查姆:斯普林格。莱克特。注释计算。科学。9995, 164-181 (2016).
摘要:本文提出了一种新的符号化方法,用于从交换电气网络中自动合成混合自动机(HA)。输入网络由一组根据可重构网络拓扑互连的物理组件组成。基础模型根据微分代数方程(DAE)定义了每个组件的局部动力学,并通过离散开关定义了一组网络拓扑。每个交换机配置都会产生不同的拓扑结构,其中系统的行为是一个混合微分代数方程。
这些网络的两个相关问题是验证和重新制定。第一个步骤是确定网络是否接受描述其动力学的常微分方程(ODE);第二个步骤是从初始DAE获取此类ODE。这一步骤是使用现有正式验证工具的关键,这些工具可以处理ODE,但不能处理DAE。
由于网络拓扑的数量与交换机的数量成指数关系,首先,我们提出了一种基于可满足性模理论(SMT)的技术,该技术可以符号化地解决验证问题,避免了拓扑的显式枚举。然后,我们展示了一种基于SMT的算法,该算法将网络重新构造为符号HA。该算法避免了显式枚举通过等效连续动力学对其进行聚类的拓扑。
我们通过几个优化实现了该方法,并将其与显式枚举配置进行了比较。结果证明了我们技术的可扩展性。
关于整个系列,请参见[Zbl 1350.68011号].

MSC公司:

94C15号机组 图论在电路和网络中的应用
37B10号机组 符号动力学
65年第68季度 形式语言和自动机
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全文: 内政部