随机混合系统的安全鲁棒PID控制器自动综合
系统与控制
2017-09-08 v2 计算机科学中的逻辑
摘要
我们提出一种用于随机混合系统的安全鲁棒比例-积分-微分（PID）控制器自动综合的新方法。尽管PID控制器在工业中广泛使用，但目前不存在针对此类一般系统类推导带有安全与性能保证的PID控制器（或任何其他类型控制器）的自动化方法。具体地，我们考虑具有非线性动力学（Lipschitz连续常微分方程）和随机参数的混合系统，并综合PID控制器使得所得闭环系统满足以概率有界可达性属性给出的安全和性能约束。我们的技术利用实数上的SMT求解器和非线性微分方程，提供所综合控制器满足此类属性的形式化保证。这些控制器也通过设计具有鲁棒性，因为它们在存在随机扰动时最小化到达不安全状态的概率。我们将我们的方法应用于1型糖尿病的胰岛素调节问题，综合出对大型随机进餐扰动具有鲁棒响应的控制器，从而使其将血糖水平维持在健康、安全范围内。
引用
@article{arxiv.1707.05229,
title = {Automated Synthesis of Safe and Robust PID Controllers for Stochastic Hybrid Systems},
author = {Fedor Shmarov and Nicola Paoletti and Ezio Bartocci and Shan Lin and Scott A. Smolka and Paolo Zuliani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.05229},
year = {2017}
}
备注
Extended version of paper accepted at the 13th Haifa Verification Conference