Reachability and Controllability Analysis of the State Covariance for Linear Stochastic Systems
本文研究带加性噪声的线性随机系统在有限时间内状态协方差的能达性与能控性问题，给出了离散时间系统可达协方差集合的完整刻画、连续时间系统的上界，以及两类系统状态协方差能控性的充要条件。
2025-09-19 cs.SY eess.SY
Forward Reachability for Discrete-Time Nonlinear Stochastic Systems via Mixed-Monotonicity and Stochastic Order
本文扩展混合单调系统理论并结合随机序与集中不等式，提出离散时间随机非线性系统前向随机可达集及对应概率的过近似算法，并通过航空航天算例验证有效性。
2024-12-04 cs.SY eess.SY math.OC
Reachability in Biochemical Dynamical Systems by Quantitative Discrete Approximation (extended abstract)
Faculty of Informatics Masaryk University（马萨里克大学信息学院）
提出一种参数化的有限离散近似技术，用于生化连续动力系统，通过增加参数使近似收敛于原系统，并基于此设计算法解决可达性问题，在生物模型和实际案例中验证。
2011-09-08 cs.CE cs.SY eess.SY
Reachability in Biochemical Dynamical Systems by Quantitative Discrete Approximation
Faculty of Informatics Masaryk University（马萨里克大学信息学院）
提出一种参数化的有限离散近似技术，用于生化连续动力系统，并通过增加参数值使近似收敛于原系统，进而设计算法解决可达性问题。
2011-07-29 cs.SY eess.SY math.OC
Orthogonal Transformations for Efficient Data-Driven Reachability Analysis
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出基于正交矩阵的框架，通过坐标变换减少可达集生成器数量，显著降低体积，提升数据驱动安全验证的精度。
2026-04-15 cs.SY eess.SY
Time-Delay Systems with Discrete and Distributed delays: Discontinuous Initial Conditions and Reachability Sets
International Center for Systems and Information Science (CIFASIS), CONICET–UNR（国际系统与信息科学中心（CIFASIS），CONICET-罗萨里奥国立大学）；Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires（布宜诺斯艾利斯大学工程学院）
本文研究了包含混合点wise和分布延迟的时间滞后系统，提出新的充分条件以保证可达集有界，并识别了满足这些条件的广泛系统类。
2026-03-24 cs.SY eess.SY math.DS
Reachability analysis of linear hybrid systems via block decomposition
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Universidad de la República（乌拉圭共和国大学）；ENSTA ParisTech（巴黎国立高等先进技术学院）；IST Austria（奥地利科学技术研究所）
本文提出了一种通过块分解改进线性混合系统可达性分析的方法，通过在低维状态空间中进行计算，提高了连续和离散后操作的效率，并在多个挑战性基准上展示了其潜力。
2020-09-22 cs.SY eess.SY math.DS
Hamilton-Jacobi Reachability Analysis for Hybrid Systems with Controlled and Forced Transitions
University of Southern California（南加州大学）
本文扩展经典 HJ 可达性分析，提出面向多模式非线性混合系统的广义值函数、数值算法及最优连续/离散控制器，并通过仿真和四足机器人实验验证安全性与模式规划能力。
2024-06-24 cs.RO cs.SY eess.SY
Temporal Logic Trees for Model Checking and Control Synthesis of Uncertain Discrete-time Systems
我们提出的算法进行模型检测和控制综合的离散时间不确定系统的线性时序逻辑（LTL）规范。我们通过可达性分析从LTL公式构造时态逻辑树（TLT）。与基于自动机的方法相比，TLT的构造对于无限系统是无抽象的，也就是说，我们不构造无限系统的离散抽象。此外，对于一个给定的转移系统和LTL公式，我们证明了存在普遍的TLT和存在的TLT的最小和最大可达性分析，分别。我们表明，普遍的TLT是一个欠近似的LTL公式和存在的TLT是一个过近似。利用TLT近似，给出了判定过渡系统是否满足LTL公式的充分条件和必要条件。作为这项工作的一个主要贡献，对于一个受控转移系统和一个LTL公式，我们证明了一个受控TLT可以通过控制相关的可达性分析从LTL公式构造。基于受控TLT，我们设计了一种在线控制综合算法，在该算法下，可以在每个时间步生成一组可行的控制输入。我们还证明了该算法是递归可行的。我们说明了所提出的方法，有限和无限的系统和突出的一般性和在线可扩展性与两个模拟的例子。
2020-07-05 cs.SY eess.SY
TTT: A Temporal Refinement Heuristic for Tenuously Tractable Discrete Time Reachability Problems
Division of Robotics, Perception and Learning, Intelligent Systems Department, School of Electrical Engineering & Computer Science（机器人、感知与学习 division，智能系统部门，电气工程与计算机科学学院）；Digital Futures at KTH Royal Institute of Technology（KTH皇家理工学院数字未来）
本文提出时间细化算法TTT，通过在可达性分析中自动选择符号化与具体化查询的执行时机，在保证近似误差相近的前提下，将非线性神经网络控制系统可达集计算时间减少20-70%。
2025-05-06 cs.AI cs.LO cs.SY
Constraint-Aware Mesh Refinement Method by Reachability Set Envelope of Curvature Bounded Paths
针对含障碍物等路径约束的实时最优控制问题，本文扩展可达集构造以获得可行轨迹扫掠区域的包络，并提出二维离散状态间无约束违反的网格细化方法，且通过固定翼无人机路径规划仿真验证有效性。
2024-03-04 cs.SY eess.SY
Transformer-Accelerated Interpolated Data-Driven Reachability Analysis from Noisy Data
TUM School of Computation, Information, and Technology (CIT), Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学计算、信息与技术学院）
本文提出插值可达性分析方法，通过稀疏链粗锚集和并行重建细分辨率中间集，实现数据驱动的可达集近似，结合Transformer加速提升计算效率。
2026-04-02 cs.SY eess.SY
Formal Verification of Robotic Contact Tasks via Reachability Analysis
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
针对机器人接触任务中模型不确定性导致的验证难题，提出基于可达性分析的形式化验证方法，通过扩展混合动力学可达性分析并提出防护交集方法，成功验证了受限碰撞下的安全人机交互。
2023-07-26 cs.RO cs.SY eess.SY
On the Reachability of Networked Systems
The University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；University of Paderborn（帕德博恩大学）
本文研究了由离散时间线性时不变子系统组成的网络，探讨了在固定拓扑下通过基站控制子系统到达任意目标的问题，提出领导者可达性和基站可达性概念，并分析了其代数条件。
2015-05-26 cs.SY eess.SY
Hamilton-Jacobi Reachability for Hybrid Systems: Unified Goal-Driven Control with Safety Guarantees
Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学）；University of Southern California（南加州大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本文扩展Hamilton-Jacobi可达性分析至混合系统，提出安全集刻画、最小限制安全滤波器及混合后向可达-避碰管，实现安全与目标驱动控制，并经四足机器人仿真与实验验证。
2026-09-16 cs.RO cs.SY eess.SY
Proceedings 3rd International Workshop on Symbolic and Numerical Methods for Reachability Analysis
本文集介绍了符号与数值方法在可达性分析中的最新进展，重点探讨了混合系统可达性问题的验证与合成方法。
2017-04-08 cs.LO cs.NA cs.SE
A Supervisory Control Algorithm Based on Property-Directed Reachability
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Vienna University of Technology（维也纳工业大学）
本文提出基于属性导向可达性模型检查算法的控制器合成算法，用于离散事件系统中安全且最小限制的控制器设计，并通过实验验证其在形式化监督控制器合成中的潜力。
2017-11-17 cs.LO cs.SY eess.SY
Data-Driven Reachability Analysis for Piecewise Affine Systems
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Trieste（的里雅斯特大学）
本文提出了一种基于混合锥体的数据驱动可达性分析方法，用于解决分段仿射系统中动态突变区域边界的问题，并评估了考虑测量噪声的集合估计方法。
2026-02-17 cs.SY eess.SY
Under-approximating Cut Sets for Reachability in Large Scale Automata Networks
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；IRISA Rennes（雷恩国家信息与自动化研究所）
提出一种基于局部因果图（Graph of Local Causality）的算法，用于识别组件局部状态集合（割集），这些集合的禁用会阻止给定局部状态的可达性，并在包含9000多个组件的布尔模型中验证了其可扩展性。
2013-02-14 cs.SY eess.SY
Symplectic Inductive Bias for Data-Driven Target Reachability in Hamiltonian Systems
College of Engineering, Peking University（北京大学工学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学电气与计算机工程系）
本文提出利用哈密顿系统固有的辛几何结构和能量水平集的内在递归性，结合链策略，实现高效的目标可达性，减少数据需求。
2026-11-06 eess.SY math.OC stat.ML
Sampled-data reachability analysis using sensitivity and mixed-monotonicity
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文利用系统轨迹对初始条件和不确定参数的灵敏度，对连续时间不确定系统的可达集进行过逼近分析，提出了一种基于混合单调性性质的离散时间方法，并展示了适用于任何具有有界灵敏度的连续时间系统的线性扩展方法，通过采样和反例验证进行仿真。
2018-06-13 cs.SY eess.SY
Zero-Sum Games between Large-Population Teams: Reachability-based Analysis under Mean-Field Sharing
本文研究两个大群体团队的零和竞争博弈，通过无限群体极限近似和虚拟集中式系统将问题转化为协调者间的零和博弈，利用可达性分析得到ε-最优的分散式策略，并证明随团队规模增大次优性趋于零。
2024-02-22 cs.SY eess.SY
Mixed Monotonicity Reachability Analysis of Neural ODE: A Trade-Off Between Tightness and Efficiency
Univ Gustave Eiffel（古斯塔夫·埃菲尔大学）
本文提出了一种基于区间的方法，利用混合单调性技术对神经ODE进行可达性分析，在紧致性和效率之间取得平衡，适用于高维实时安全应用。
2026-03-06 cs.LG cs.SY eess.SY
Motion Planning and Control with Unknown Nonlinear Dynamics through Predicted Reachability
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
针对未知非线性动力学下的自主运动规划挑战，提出一种混合规划-控制框架，通过状态空间划分与PWA系统抽象构建有向加权图，结合系统辨识与预测可达性在线更新图并合成控制器，有效实现了目标轨迹规划。
2025-03-05 cs.RO cs.SY eess.SY
Simulation-Based Reachability Analysis for High-Index Large Linear Differential Algebraic Equations
Vanderbilt University（范德堡大学）
本文提出基于模拟的可达性分析方法，用于高索大线性微分代数方程，通过解耦技术处理代数约束，验证或反驳实际系统。
2018-04-09 cs.SC cs.SY eess.SY
Forward completeness does not imply bounded reachability sets and global asymptotic stability is not necessarily uniform for time-delay systems
本文通过反例证明时滞系统中前向完备性不等价于鲁棒前向完备性，全局渐近稳定性不等价于均匀全局渐近稳定性，并给出有限离散时滞系统鲁棒前向完备性的新刻画。
2024-02-11 cs.SY eess.SY math.DS
A Game-Theoretical Approach for Optimal Supervisory Control of Discrete Event Systems under Energy Constraints
针对能量约束下离散事件系统，提出博弈论方法，通过转换模型并分解为可达性博弈，求解最小初始能量并综合最优监督器，确保能量不耗尽。
2024-02-10 cs.SY eess.SY
Reachability of Consensus and Synchronizing Automata
Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）
研究通过矩阵序列使离散时间共识系统达成共识的问题，提出多项式时间算法判定共识可达性。
2015-10-02 cs.DC cs.DM cs.SY
Lagrangian Approximations for Stochastic Reachability of a Target Tube
University of New Mexico（新墨西哥大学）
本文研究了如何利用拉格朗日技术计算离散时间非线性系统的有限时间 horizon 随机可达-避让水平集的下近似和上近似，无需对安全和目标集做凸性假设，并在目标管问题上应用了这些方法，展示了其在标准双积分器、积分器链和四维空间车辆对接问题上的有效性。
2018-10-16 cs.SY eess.SY
Data-Driven Reachability Analysis with Optimal Input Design
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；University of Trieste（的里雅斯特大学）
本文提出两种策略减少离散时间线性系统在有界过程噪声下的可达集保守性，通过行范数最小化右逆和在线A最优输入设计提高数据信息量和模型集条件，实现更紧的可达集。
2026-04-06 cs.SY eess.SY
Quantitative model-checking of controlled discrete-time Markov processes
Delft Center for Systems & Control, Delft University of Technology（代尔夫特系统与控制中心，代尔夫特理工大学）；Department of Computer Science, University of Oxford（牛津大学计算机科学系）；Software Modeling and Verification Group, RWTH Aachen University（亚琛工业大学软件建模与验证小组）
本文研究了受控离散时间马尔可夫过程感兴趣事件概率的优化问题，证明了优化ω-正则属性可归结为可达性和重复可达性两个基本问题的求解。
2014-07-21 cs.FL cs.SY eess.SY
Discrete-time polynomial systems with inputs and outputs: structure, reachability, observability, and minimal realizations
Northeastern University（东北大学）
本文研究离散时间多项式系统的实现问题，提出规范实现并证明其唯一性，通过线性化与代数准则刻画有限维性，并探讨有界映射与状态仿射系统的等价性。
2026-09-30 cs.SY eess.SY math.OC
Online Data-Driven Reachability Analysis using Zonotopic Recursive Least Squares
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；German University in Cairo（开罗德国大学）
提出基于 EF ZRLS 的在线数据驱动可达性分析框架，可直接从实时状态测量计算可达集过近似，适用于离散时间 LTV 及非线性 Lipschitz 系统，保守性更低且鲁棒性强，经模拟和实际实验验证有效。
2026-08-12 cs.SY eess.SY
Safe & Robust Reachability Analysis of Hybrid Systems
Genova Univ.（热那亚大学）；Halmstad University（哈尔姆斯塔德大学）；Rice University（莱斯大学）
本文提出安全可达性概念，以解决混合系统可达性分析中的不安全问题，并探讨其在安全分析中的鲁棒性。
2017-09-17 cs.LO cs.SY eess.SY
BURNS: Backward Underapproximate Reachability for Neural-Feedback-Loop Systems
本文提出BURNS算法，通过过近似系统动力学并求解混合整数线性规划来计算神经反馈环的欠近似后向可达集，从而验证目标可达性，扩展了学习使能系统的可验证性质范围。
2025-05-06 cs.AI cs.LO cs.SY
On the Computation and Approximation of Backward Reachable Sets for Max-Plus Linear Systems using Polyhedras
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出利用多面体结构高效计算最大加线性系统后向可达集的近似方法，通过符号操作和闭包操作实现非凸目标集的近似，提供了一种可扩展的可达性分析解决方案。
2026-01-15 cs.SY eess.SY
Probabilistic Occupancy Function and Sets Using Forward Stochastic Reachability for Rigid-Body Dynamic Obstacles
University of New Mexico（新墨西哥大学）
本文提出基于前向随机可达性的概率占用函数与避让集计算方法，通过傅里叶变换和计算几何描述随机障碍动态，提供凸紧致条件及高效算法，适用于DMSP和DPV障碍模型，验证了在自行车动力学中的有效性。
2018-09-19 cs.SY eess.SY math.OC
Hybrid zonotopes: a new set representation for reachability analysis of mixed logical dynamical systems
提出混合zonotope集合表示，通过N个二元因子等价于2^N个约束zonotope的并集，为混合逻辑动态系统提供精确可达集闭式解，并证明其运算封闭性。
2023-04-25 cs.SY eess.SY
SceneChecker: Boosting Scenario Verification using Symmetry Abstractions
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Coordinated Science Laboratory（协调科学实验室）
我们介绍了SceneTools，一个用于验证车辆在大型杂乱环境中执行复杂计划的场景的工具。场景规划将场景验证问题转化为标准的混杂系统验证问题，并利用规划中的结构特性和车辆动力学特性有效地解决了这一问题。Scenetron使用对称抽象，一种新颖的细化算法，重要的是，它是为了提高任何现有可达性分析工具的性能而构建的，作为一个插件子程序。我们评估了几种情况下，涉及地面和空中车辆的非线性动力学和神经网络控制器，采用不同的对称性，使用不同的可达性子程序，并遵循计划与数百个路点在复杂的网络。与DryVR和Flow* 这两个领先工具相比，SceneTools的验证时间加快了20倍，即使将这些工具用作可达性子例程也是如此。
2021-03-03 cs.FL cs.LG cs.RO
Parallel Differentiable Reachability for Learning and Planning with Certified Neural Dynamics and Controllers
MIT（麻省理工学院）
提出一种基于JAX的并行可微可达性框架，结合泰勒模型流形构建与CROWN线性界传播，支持GPU批处理和自动微分，并用于认证训练和可达性感知的MPC，在非抓取操作和四旋翼任务中实现在线规划与有界不确定性下的认证可达集过近似。
2026-05-25 cs.AI cs.LG cs.RO
Exact Decomposition of Value Functions for Two-Player Games in Hamilton-Jacobi Reachability
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）
本研究在满足关键单调性假设的前提下，将HJR中适用于单智能体的价值函数分解关键结果推广到两人博弈场景，针对连续时间有限时域任务完成了对应分析。
2026-10-14 cs.SY eess.SY
On the Decidability of Reachability in Linear Time-Invariant Systems
CNRS（法国国家科学研究中心）；LaBRI（计算机科学研究与教学联盟实验室）；Alan Turing Institute of Data Science（图灵数据科学研究所）；Max Planck Institute for Software Systems（马克斯·普朗克软件系统研究所）；IRIF（信息与随机相互作用研究所）；Université Paris Diderot（巴黎第七大学）；Department of Computer Science, University of Oxford（牛津大学计算机科学系）
本文研究了线性时不变控制系统中状态到状态可达性的可判定性问题，探讨了在允许控制集为仿射子空间的情况下可达性问题的可判定性，并在某些谱假设下证明了当控制集为凸多面体时可达性问题的可判定性。
2019-02-18 cs.DM cs.LO cs.SY
Symbolic Reachability Analysis of High Dimensional Max-Plus Linear Systems
本文讨论了一类定义在极大代数上的连续空间离散事件模型--极大线性系统的可达性分析。给定初始和目标集，我们开发算法来验证是否存在MPL系统的轨迹，从初始集开始，最终到达目标集。我们表明，RA可以解决象征性的编码MPL系统，以及初始和目标集到差分逻辑，然后检查满意的结果通过现成的可满足性模理论（SMT）求解器的逻辑公式。所开发的基于SMT的算法的性能和可扩展性被证明明显优于最先进的RA算法的MPL系统，新允许调查RA的高维MPL系统：验证模型与100多个连续变量显示这些技术的适用性MPL系统的工业相关性。
2020-07-09 cs.LO cs.SY eess.SY
Functional sets with typed symbols : Mixed zonotopes and Polynotopes for hybrid nonlinear reachability and filtering
Univ. Bordeaux（波尔多大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IMS（集成微电子与智能系统研究所）
信息物理系统（CPS）的验证和综合是具有挑战性的，至今仍提出了许多问题。本文基于符号型域上的函数映象--混合集的概念，提出了一种结合急切求值和惰性求值的组合方法。语义和语义是明确区分的。连续（区间）和离散（有符号，布尔）符号类型都用于通过线性和多项式函数来建模依赖关系，因此导致混合zonotopic和polynotopic集。Polynotopes扩展稀疏多项式zonotopes类型的符号。Polynotopes既可以传播区间的混合编码，又可以描述逻辑门的行为。给出了一个函数完备性结果，以及初等非线性函数和开关函数的包含方法。一个Polynotopic卡尔曼滤波器（PKF），然后提出了一个混合的非线性扩展Zonotopic卡尔曼滤波器（ZKF）。简要概述了具有随机不确定性范例的桥梁。最后，通过离散、连续和混合数值算例的比较，说明了理论结果的有效性。
2022-03-03 cs.AI cs.SY eess.SY
Gradient-Free Neural Hamilton-Jacobi Reachability for Scalable Safety-Critical Control
Stanford University（斯坦福大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
提出一种无梯度神经HJ可达性框架，利用bang-bang结构和窗口化时间课程学习值函数，在高达80维基准和16,000维F1-tenth赛车上实现可扩展的安全控制与零样本泛化。
2026-10-28 cs.RO cs.SY eess.SY
Efficient Backward Reachability Using the Minkowski Difference of Constrained Zonotopes
向后可达性分析是合成控制器以确保闭环系统正确性的关键。针对离散时间不确定线性和非线性系统，研究了欠逼近向后可达集的可扩展算法。我们的算法顺序线性化的动态，并使用约束zonotopes集表示和计算。我们的算法的主要技术成分是一种有效的方法来近似的Minkowski差之间的约束zonotopic被减数和zonotopic减数，其中包括所有可能的值的不确定性和线性化误差。这种闵可夫斯基差异需要表示为一个受约束的zonotope，使后续的计算，但是，正如我们所示，这是不可能找到一个多项式大小的表示它在多项式时间。我们的算法在多项式时间内找到了一个多项式大小的欠近似。我们进一步分析了这种欠逼近技术的保守性，并证明了它在一定条件下是精确的。基于Minkowski差分技术，我们详细介绍了两个向后可达集计算算法，以控制线性化误差和纳入非凸状态约束。几个例子说明了我们的算法的有效性。
2022-08-26 cs.CG cs.SY eess.SY
Fly Out The Window: Exploiting Discrete-Time Flatness for Fast Vision-Based Multirotor Flight
University of Toronto Institute for Aerospace Studies (UTIAS)（多伦多大学航空航天研究所）；Vector Institute for Artificial Intelligence（向量人工智能研究院）
当前基于视觉的快速飞行控制设计往往依赖于高速率、高维数和完美的状态估计。由于不完美的感测以及状态估计漂移和噪声，这在现实世界环境中是具有挑战性的。在这封信中，我们提出了一种替代的控制设计，绕过了需要的状态估计，利用离散时间的平坦度。据我们所知，这是第一个工作，证明了离散时间的平坦性，多旋翼动力学的欧拉离散化。这使我们能够设计一个控制器，只使用一个窗口的输入和输出信息。我们在仿真中强调如何利用控制设计中的此属性可以提供噪声输出测量的鲁棒性（估计高阶导数和完整状态可能具有挑战性）。基于视觉的快速导航需要高性能的飞行，尽管可能有噪声的高速率实时位置估计。在室外实验中，我们展示了离散时间平坦度在速度高达10 m/s的基于视觉的飞行中的应用，以及它如何优于依赖于精确状态估计的控制器。
2021-09-30 cs.RO cs.SY eess.SY
Safe Control for Nonlinear Systems with Stochastic Uncertainty via Risk Control Barrier Functions
保证机器人和自主系统在现实环境中的安全性是一项具有挑战性的任务，需要减轻随机不确定性。近年来，控制障碍函数已被广泛用于加强安全相关的集合论性质，如前向不变性和可达性，非线性动力系统。在本文中，我们扩展了这个丰富的框架，非线性离散时间系统的随机不确定性，并提出了一个框架，以确保风险敏感的安全一致的风险措施。为此，我们引入风险控制障碍函数（RCBFs），这是障碍函数和动态的，连贯的风险措施的组合。我们表明，这种障碍函数的存在意味着在一个连贯的风险意义上的不变性。此外，我们制定了基于有限时间RCBF的条件，以保证有限时间的可达性的期望设置在一致的风险。风险敏感的安全性和有限时间可达的集合组成的布尔复合多RCBF的条件也制定。我们所提出的方法的有效性，通过其应用到一个车杆系统中的安全关键的情况。
2022-03-29 cs.SY eess.SY
Learning Neural Network Safe Tracking Controllers from Backward Reachable Sets
本文提出利用后向可达集设计神经网络安全跟踪控制器，通过轨迹合成和可达集构建提升系统安全性与鲁棒性。
2025-11-26 cs.SY eess.SY
Automatic Dynamic Parallelotope Bundles for Reachability Analysis of Nonlinear Systems
可达集计算是验证动力系统安全性的重要方法。本文研究了离散非线性系统的可达集计算问题。该算法依赖于计算上界的非线性函数的上确界的矩形域，这是传统上使用伯恩斯坦多项式。我们努力消除平行体模板选择的手动步骤，使该方法完全自动化。此外，我们还表明，在计算过程中动态更改模板可以提高准确性。为此，我们研究了两种技术生成的模板方向。第一种技术将动态近似为线性变换，并使用该线性变换生成模板。第二种技术使用样本轨迹的主成分分析（PCA）来生成模板。我们已经在一个名为Kaa的基于Python的工具中实现了我们的方法，并通过两个主要的增强来提高其性能。该工具是模块化的，使用两种类型的全局优化求解器，第一种使用伯恩斯坦多项式，第二种使用NASA的Kodiak非线性优化库。其次，我们利用可达性算法的自然并行性，并并行化Kaa实现。我们证明了我们的方法在几个标准的非线性基准系统的精度提高。
2021-07-07 cs.SY eess.SY math.DS
Successor Sets of Discrete-time Nonlinear Systems Using Hybrid Zonotopes
本文将状态更新集方法从线性混合系统扩展到非线性系统，利用混合zonotopes和特殊有序集近似实现高效紧致的后继集过近似计算。
2023-04-16 cs.SY eess.SY
Weak Singular Hybrid Automata
Indian Institute of Technology - Bombay（印度孟买理工学院）
本文研究弱奇异混合自动机，证明其可达性问题为NP完全，LTL模型检验为PSPACE完全，并探讨扩展后的问题不确定性。
2014-06-19 cs.CC cs.FL cs.SY
Reachability as a Unifying Framework for Computing Helicopter Safe Operating Conditions and Autonomous Emergency Landing
Naval Air Warfare Center Weapons Division（海军空战中心武器分部）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Naval Air Warfare Center Aircraft Division（海军空战中心飞机分部）
本文提出了一种计算直升机安全飞行条件的数值方法，以保证在发动机部分或全部故障的情况下安全着陆。不安全操作区域是向后可达管的补集，其可以被发现为Hamilton-Jacobi（HJ）方程的粘性解的零以下水平集。传统上，用于求解HJ方程的数值方法依赖于解空间的离散网格，并表现出指数缩放的维度，这对于精确的直升机建模所需的高保真动力学模型是有问题的。我们避免使用空间网格，制定了一个轨迹优化问题，在每个初始条件下的解决方案可以计算在一个计算效率高的方式。所提出的方法示出计算自主着陆轨迹从任何操作条件下，即使在非巡航飞行条件。
2020-05-27 cs.RO cs.SY eess.SY
Synthesis of Switching Rules for Ensuring Reachability Properties of Sampled Linear Systems
LSV, ENS Cachan \& CNRS, 94230 Cachan, France；SATIE, ENS Cachan \& CNRS, 94230 Cachan, France
针对周期采样分段线性动力学系统，提出间接抽象为有限离散事件系统和直接在连续状态空间上工作的两种方法，综合切换规则以确保系统始终停留在给定区域，并通过DC-DC升压转换器案例验证。
2011-11-14 cs.LO cs.SY eess.SY
