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线性模型预测控制验证实验:内点法算法的自动生成和形式化验证。 (英语) Zbl 1415.68143号

Barthe,Gilles(编辑)等人,LPAR-22。第22届编程、人工智能和推理逻辑国际会议,埃塞俄比亚阿瓦萨,2018年11月17日至21日。精选论文。曼彻斯特:EasyChair。EPiC系列。计算。57, 290-306 (2018).
概述:传统的控制网络物理系统通常依赖于基本的线性控制器。这些控制器提供了安全和稳健的行为,但缺乏执行更复杂控制的能力,如积极机动或执行节油控制。另一种称为最优控制的方法能够计算出如此困难的轨迹,但缺乏适应环境动态变化的能力。在这两种情况下,控制都是离线设计的,依赖于或多或少复杂的算法来找到合适的参数。最近的一些方法,如线性模型预测控制(MPC),依赖于在线使用凸优化来计算每个采样时间的最佳控制。在这些设置中,优化算法专门用于特定的控制问题,并嵌入设备中。
本文建议重新审视内点法(IPM)算法的代码生成,这是一个有效的凸优化家族,重点是在代码级证明其实现。我们的方法依赖于代码专门化阶段来生成额外的注释,将算法的预期规范形式化。然后使用演绎方法自动证明这些断言的有效性。由于算法很复杂,还产生了额外的引理,使得完整的证明只能由SMT解算器检查。
这项工作是首次解决IPM算法的有效形式化证明。这种方法还可以更系统地推广到代码生成框架,为数字密集型软件生成代码沿线的证明证书。
有关整个系列,请参见[Zbl 1407.68021号].

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60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
90摄氏51度 内部点方法
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