嵌套信号时序逻辑规范下动态系统的模型预测在线监测
最优化与控制
2025-05-27 v1
摘要
本文研究了信号时序逻辑（STL）规范下信息物理系统的在线监测问题。目标是设计一个在线监测器，基于截至当前时间的部分信号观测值在运行时评估系统的正确性，以便在规范被违反或未来不可避免地被违反时发出警报。我们考虑一种模型预测设定，其中系统的动态模型可用并可用于增强监测精度。然而，现有方法仅限于一类受限的 STL 公式，只允许单次应用时序算子。本研究解决了模型预测监测器设计中嵌套时序算子的挑战。我们的方法利用语法树结构来解决时序算子之间的依赖关系，并引入了基本满足向量的概念。通过在线递归更新这些向量，同时结合从离线模型分析中得出的预计算满足区域，提出了一种新的模型预测监测算法。我们证明了所提出的方法既完备又可靠，确保不会出现误报或漏报。提供了案例研究以证明我们方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2505.19703,
title = {Model Predictive Online Monitoring of Dynamical Systems for Nested Signal Temporal Logic Specifications},
author = {Tao Han and Shaoyuan Li and Xiang Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.19703},
year = {2025}
}