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非线性混合系统的变基抽象。 (英语) 兹比尔1329.93046

摘要:我们提出了一些抽象技术,将给定的非线性动力系统转换为线性系统,或者更广泛地说,转换为由有界度多项式描述的代数系统,以便由此产生的抽象的不变性质可以用于推断原始系统的不变量。抽象技术依赖于基的变化变换,该变换将抽象系统的每个状态变量与涉及原始系统的状态变量的函数相关联。我们提出了一个条件,在这个条件下,非线性系统的给定变基变换可以定义一个抽象。此外,这里开发的技术适用于由常微分方程(ODE)定义的连续系统、由过渡系统定义的离散系统以及结合连续和离散子系统的混合系统。
这里提出的技术使我们能够发现,给定一个非线性系统,是否存在涉及次有界多项式的基变换的变化,从而产生代数抽象。如果是这样的话,我们的技术也会生成结果抽象系统。我们的技术能够利用线性系统的分析技术来推断非线性系统的不变量。我们使用原型实现为我们的想法的实际可行性提供了初步证据。

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93B17号机组 转型
93立方厘米 控制理论中的非线性系统
93二氧化碳 控制理论中的线性系统
34A26型 常微分方程中的几何方法
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参考文献:

[1] 桑卡拉纳拉亚南(Sankaranarayanan),斯里拉姆(Sriram),《利用基变换的变化自动提取非线性系统》(Hybrid systems:Computation and Control,HSCC)(2011),美国计算机学会(ACM),143-152·Zbl 1362.93033号
[2] 桑卡拉纳拉亚南,斯里拉姆;亨尼·B·西普玛(Henny B.Sipma)。;Manna,Zohar,计算时间流逝算子的不动点迭代,(HSCC.HSCC,LNCS(2006),Springer)·Zbl 1178.93053号
[3] 玛纳,佐哈尔;Pnueli,Amir,《反应系统的临时验证:安全》(1995年),Springer:Springer纽约·Zbl 0844.68079号
[6] 尼古拉斯·哈尔巴赫斯(Nicolas Halbwachs);Yann-Eric,Proy;Patrick Roumanoff,使用线性关系分析验证实时系统,形式方法系统。设计。,11, 2, 157-185 (1997)
[7] Laura Kovács,《关于p-可解循环的代数推理》,(系统构造和分析的工具和算法(TACAS)。系统构建和分析的工具和算法(TACAS),《计算机科学讲义》,第4963卷(2008年),施普林格出版社,249-264·Zbl 1134.68600号
[8] 拉杰夫·阿鲁尔;托马斯·亨辛格(Thomas A.Henzinger)。;拉弗里尔,G。;George Pappas,《混合系统的离散抽象》,Proc。IEEE,88,7,971-984(2000)
[9] Tiwari,Ashish,混合系统抽象,形式.方法系统。设计。,32, 57-83 (2008) ·Zbl 1133.68368号
[10] Meeko Oishi;伊恩·米切尔(Ian Mitchell);亚历山大·巴恩(Alexandre M.Bayen)。;Tomlin,Claire J.,《混合系统的不变保护抽象:应用于用户界面设计》,IEEE Trans。控制系统。技术。,16, 2 (2008)
[11] 拉吉耶夫,阿卢尔;Dang,Thao;Ivanćić,Franjo,混合系统的反例引导谓词抽象,(TACAS.TACAS,LNCS,第2619卷(2003),Springer),208-223·Zbl 1031.68074号
[12] 埃德蒙·克拉克(Edmund M.Clarke)。;Orna Grumberg;Jha,萨默什;陆、元;Veith,Helmut,符号模型检查的反示例引导抽象求精,J.ACM,50,5,752-794(2003)·Zbl 1325.68145号
[13] James D.Meiss,《微分动力系统》(2007),SIAM出版社·兹比尔1144.34001
[14] 桑卡拉纳拉亚南,斯里拉姆;西普玛,亨尼;Manna,Zohar,《为混合系统构建不变量》,《形式方法系统》。设计。,32, 1, 25-55 (2008) ·兹比尔1133.68365
[15] 纳迪尔·马特林格;阿诺尔多·维埃拉(Arnoldo Viera Moura);Rebiha,Rachid,代数混合系统非平凡非线性不变量生成的Morphisms,(HSCC.HSCC,LNCS,第5469卷(2009)),445-449·Zbl 1237.93090号
[16] AndréPlatzer,《微分代数程序的微分代数动态逻辑》,J.Log。计算。,20, 1, 309-352 (2010) ·Zbl 1191.03024号
[17] 安德烈·普拉泽;Clarke,Edmund,计算混合系统的微分不变量作为定点,形式。方法系统。设计。,35, 1, 98-120 (2009) ·Zbl 1180.93024号
[18] 普拉泽,安德烈,微分不变量的结构和微分切割消除,逻辑方法计算。科学。,8, 4, 1-38 (2012) ·Zbl 1261.03112号
[19] Lorenzo Farina;Rinaldi,Sergio,《正线性系统:理论与应用》(2000),Wiley Interscience:Wiley Interscience New York·Zbl 0988.93002号
[20] Sankaranarayanan,Sriram,使用理想不动点的混合系统的自动不变量生成,(混合系统:计算和控制(2010),ACM出版社),211-230·Zbl 1360.34082号
[21] 桑卡拉纳拉亚南,斯里拉姆;西普玛,亨尼;Manna,Zohar,使用Gröbner基的非线性循环不变量生成,(ACM编程语言原理(POPL)(2004),ACM出版社),318-330·Zbl 1325.68071号
[22] 罗德里格斯-卡博内尔(Rodríguez-Carbonell),恩里克(Enric);Kapur,Deepak,《多项式循环不变量的自动生成:代数基础》(2004年符号和代数计算国际研讨会)。2004年符号和代数计算国际研讨会,(ISSAC04)(2004),ACM出版社,266-273·Zbl 1108.13310号
[23] 罗德里格斯-卡博内尔(Rodríguez-Carbonell),恩里克(Enric);Kapur,Deepak,《自动生成多项式不变量的抽象解释方法》,(国际静态分析研讨会,国际静态分析会议,(SAS 2004)。国际静态分析研讨会。静态分析国际研讨会,(SAS 2004),计算机科学讲稿,第3148卷(2004),施普林格-弗拉格),280-295·Zbl 1104.68022号
[24] 罗伯托·巴格纳拉;罗德里格斯-卡博内尔(Rodríguez-Carbonell),恩里克(Enric);Zaffanella,Enea,使用凸多面体生成基本半代数不变量,(第12届静态分析国际研讨会,第12届国际静态分析研讨会,(SAS’05)。第十二届静态分析国际研讨会。第十二届静态分析国际研讨会(SAS’05),《计算机科学讲稿》,第3672卷(2005),斯普林格-Verlag),19-34·Zbl 1141.68446号
[25] Müller Olm,马库斯;Seidl,Helmut,通过线性代数进行精确的过程间分析,(编程语言原理(POPL)(2004),ACM),330-341·Zbl 1325.68068号
[26] Colón,Michael,逼近命令式程序的代数关系语义,(第11届静态分析研讨会。第11届静态分析研讨会,(SAS'2004)。第十一届静态分析研讨会。第11届静态分析研讨会(SAS’2004),LNCS,第3148卷(2004),Springer)·兹伯利1104.68017
[27] 科瓦尔斯基,K。;Steeb,W.-H.,非线性动力系统和Carleman线性化(1991),《世界科学》·Zbl 0753.34003号
[28] 大卫·考克斯;小约翰;O'Shea,Donald,《理想、多样性和算法:计算代数几何和交换代数导论》(1991),Springer-Verlag·Zbl 1118.13001号
[29] Paul Halmos,《有限维向量空间》(1974),Springer-Verlag·Zbl 0288.15002号
[30] Lee,John M.,(平滑流形简介。平滑流形介绍,数学研究生教材(2003),Springer-Verlag)·Zbl 1030.53001号
[31] 本·萨西(Ben Sassi),穆罕默德·阿明(Mohamed Amin);Girard,Antoine,使用线性规划计算多项式动力系统的多面体不变量,Automatica,48,12,3114-3121(2012)·Zbl 1256.93040号
[32] 伯曼,春天;亚当·哈拉斯(Adam Halasz);Kumar,Vijay,MARCO:应用于生物系统的多仿射系统的可达性算法,(混合系统:计算与控制,第4416卷(2007),Springer-Verlag),76-89·Zbl 1221.93027号
[33] 马尔科·佩特科夫斯克;赫伯特·威尔夫;Zeilberger,Doron,A=B(1996),A K Peters/CRC出版社·Zbl 0848.05002号
[34] Karr,M.,程序变量之间的仿射关系,Acta Inform。,6, 133-151 (1976) ·Zbl 0358.68025号
[35] 穆勒·奥尔姆,马库斯;Seidl,Helmut,《卡尔算法注释》(Proc.Internal Conference on Automata,Languages and Programming,ICALP)。程序。国际自动化会议,语言和编程(ICALP),LNCS,第3142卷(2004)),1016-1028·Zbl 1099.68022号
[36] Vassilyev,S。;Ul'yanov,S.,同态下动力系统稳定性的保持,微分方程,451709-1720(2009)·Zbl 1195.34078号
[38] Girard,Antoine,使用区域图的不确定线性系统的可达性,(HSCC.HSCC,LNCS,第3414卷(2005),Springer),291-305·Zbl 1078.93005号
[39] 亚历山大·库赞斯基(Alexander B.Kurzhanski)。;Varaiya,Pravin,可达性分析的椭圆技术,(HSCC.HSCC,LNCS,第1790卷(2000年),施普林格),202-214·Zbl 0962.93009号
[40] Frehse,Goran,PHAVer:HyTech混合系统的算法验证,(HSCC.HSCC,LNCS,第2289卷(2005),Springer),258-273·Zbl 1078.93533号
[41] Guernic,科拉斯·勒;Girard,Antoine,使用支持函数的线性系统可达性分析,非线性分析。混合系统。,4, 2, 250-262 (2010) ·兹比尔1201.93018
[42] Goran Frehse;勒格尔尼奇(Le Guernic),科拉斯(Colas);亚历山大·唐泽(Alexandre Donzé);科顿,斯科特;Rayarshi Ray;奥利维尔·勒贝特尔(Olivier Lebeltel);鲁道夫·里帕多;安托万·吉拉德;Dang,Thao;Maler,Oded,Spaceex:混合系统的可扩展验证,(Proc.CAV.Proc.CAV,LNCS(2011),Springer)
[43] 赵峰,基于相空间知识的动力系统控制器自动分析与综合。博士论文(1998)
[44] 细辛,尤金;Dang,Thao;Maler,Oded,混合系统验证的d/dt工具,(CAV.CAV,LNCS,第2404卷(2002),Springer),365-370·Zbl 1010.68796号
[46] 陈欣;艾丽卡·阿尔布拉姆;Sankaranarayanan,Sriram,非线性混合系统的泰勒模型流管构造,(实时系统研讨会(RTSS)(2012),IEEE出版社)
[47] 纳西姆·拉姆达尼;纳西姆·梅斯莱姆;Candau,Yves,使用非线性杂交的不确定非线性系统的可达性,(HSCC.HSCC,LNCS,第4981卷(2008),Springer),415-428·Zbl 1144.93303号
[48] Jackson,K.R。;Nedialkov,Ned S。;Corliss,G.F.,常微分方程初值问题的验证解,应用。数学。计算。,105, 1, 21-68 (1999) ·Zbl 0934.65073号
[49] 陈欣;艾丽卡·阿尔布拉汉姆;Sankaranarayanan,Sriram,Flow*:非线性混合系统分析仪,(计算机辅助验证。计算机辅助验证,计算机科学讲义,第8044卷(2013年),Springer),258-263
[50] Berz,M.,(粒子束物理中的现代映射方法。粒子束物理的现代映射法,成像和电子物理进展,第108卷(1999),学术出版社)
[51] M.Berz。;Makino,K.,在高阶Taylor模型上使用微分代数方法验证ODE和流的集成,Reliab。计算。,4, 361-369 (1998) ·Zbl 0976.65061号
[52] Steven S.Muchnick,《高级编译器设计与实现》(1997),Morgan Kaufmann Publishers Inc。
[53] 桑卡拉纳拉亚南,斯里拉姆;Michael A.Colón。;西普玛,亨尼;Manna,Zohar,高效强相关多面体分析,(VMCAI'06。VMCAI'06,LNCS,第3855/2006卷(2006)),111-125·Zbl 1176.68051号
[54] Collins,G.E.,通过柱面代数分解消除实闭域的量词,(Brakhage,H.,《自动机理论和形式语言》,自动机理论与形式语言,LNCS,第33卷(1975),Springer),134-183·Zbl 0318.02051号
[55] 乔治·E·柯林斯。;Hong,Hoon,量词消除的部分圆柱代数分解,J.Symbolic。计算。,12, 3, 299-328 (1991) ·Zbl 0754.68063号
[56] 安德烈亚斯·多尔兹曼;托马斯·斯特姆(Thomas Sturm)、雷德洛(REDLOG):计算机代数与计算机逻辑相结合,ACM SIGSAM Bull。,31,2,2-9(1997年)
[57] Parillo,Pablo A.,半代数问题的半定规划松弛,数学。程序。B、 96、2、293-320(2003)·Zbl 1043.14018号
[58] 哥克塔斯,国家;Hereman,Willy A.,非线性微分微分方程的守恒定律、广义对称性和递归算子的符号计算,(动力学系统和方法(2011),Springer-Verlag)·Zbl 1232.34018号
[60] Dang,Thao;马勒,奥德;Testylier,Romain,《非线性系统的精确杂交》(HSCC’10(2010),ACM),11-20·Zbl 1360.93083号
[61] 克莱尔·汤姆林。;乔治·帕帕斯(George J.Pappas)。;Sastry,Shankar,《空中交通管理冲突解决:多智能体混合系统研究》,IEEE Trans。自动。控制,43,4,509-521(1998)·Zbl 0904.90113号
[62] David M.Bressoud,(因子分析和素性测试。因子分析和素性测试,数学本科生教材(1989),Springer-Verlag)·兹比尔0707.11001
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