使用混合Zonotope进行神经反馈系统的后向可达性分析

神经网络在安全关键应用中的普及需要开发有效的方法来确保其安全性。本文提出了一种基于混合Zonotope计算神经反馈系统精确后向可达集的新方法。结果表明，由ReLU激活的神经网络施加的输入输出关系可以被混合Zonotope表示的图集精确描述。基于此，神经反馈系统的一步精确后向可达集以闭式解计算为混合Zonotope。此外，将一个充分必要条件表述为混合整数线性规划，以验证神经反馈系统的轨迹是否能在有限时间内避开不安全区域。提供了数值算例以证明所提方法的效率。