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高指数线性微分代数方程的可达性分析。 (英语) Zbl 1441.93021号

安德烈,埃蒂安(编辑)等,时间系统的形式化建模和分析。2019年8月27日至29日,荷兰阿姆斯特丹,第17届国际会议,FORMATS 2019。诉讼程序。查姆:斯普林格。莱克特。票据计算。科学。11750160-177(2019年)。
摘要:可达性分析是网络物理系统(CPS)安全验证和伪造的一个基本问题,其动力学遵循通常用微分方程表示的物理定律。在过去的二十年里,已经为CPS中的一类常见动力学,即常微分方程(ODE),提出了许多可达性分析方法和工具。然而,目前缺乏处理微分代数方程(DAE)的方法,DAE是一种更通用的动力学,广泛用于描述工程和科学中的各种问题,如多体力学、电路设计、不可压缩流体、分子动力学和化学过程控制。DAE系统的可达性分析比ODE系统更复杂,尤其是对于高索引DAE,因为它们包含微分部分(即ODE)和代数约束(AC)。本文提出了一类高指标大型线性DAE的可扩展可达性分析。在我们的方法中,基于著名的Marz解耦方法,利用允许投影仪,将高指标线性DAE首先解耦为一个ODE和一个或多个AC子系统。然后,使用模拟计算DAE的离散可达集(表示为星群列表)。与用户自由定义初始条件的ODE可达性分析不同,在DAE情况下,初始条件的一致性是保证可行解决方案的基本要求。因此,在计算离散可达集之前,将调用一致性的彻底检查。我们的方法成功地验证(或伪造)了一系列实用的高指标线性DAE系统,其中状态变量的数量从几到数千不等。
关于整个系列,请参见[Zbl 1428.68004号].

MSC公司:

93个B03 可达集,可达性
93立方厘米 由常微分方程控制的控制/观测系统
93C83号 涉及计算机的控制/观察系统(过程控制等)
93B70型 网络控制
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