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验证未知:随机不确定系统网络的正确设计控制综合

系统与控制 2023-09-06 v1 计算机科学中的逻辑 符号计算 系统与控制

摘要

本文提出一种为多个动态互联不确定系统组成的信息物理系统设计正确设计(correct-by-design)控制器的方法。我们考虑具有加性随机噪声与参数不确定性的网络化离散时间不确定非线性系统。此类情形出现在多个系统在不确定环境中交互且仅有观测数据可用时。我们解决了现有针对满足复杂时序规范的不确定系统网络进行形式化控制器综合方法的两个局限。首先,现有方法依赖随机性为高斯分布,而组合系统的异构性通常产生更复杂的随机行为。其次,所涉及系统的精确模型通常不可得或难以获取。为应对这些挑战,我们展示了基于子概率耦合的不确定系统抽象控制综合如何扩展至网络系统。我们基于从观测数据识别的参数不确定性集设计控制器,并使用高斯混合模型近似可能任意的噪声分布,同时量化由此产生的随机耦合。最后,我们在一个具有复杂规范的非线性包裹递送案例研究以及车队上展示了方法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.01276,
  title  = {Verifying the Unknown: Correct-by-Design Control Synthesis for Networks of Stochastic Uncertain Systems},
  author = {Oliver Schön and Birgit van Huijgevoort and Sofie Haesaert and Sadegh Soudjani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.01276},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 4 figures, accepted to CDC 2023