Flexible Computational Pipelines for Robust Abstraction-Based Control Synthesis
UC Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出了一种灵活且可扩展的框架，用于构建鲁棒的控制综合算法，并将其应用于传统的基于抽象的控制综合流程。该框架基于关系接口理论，提供了一种系统的方法，可以无缝结合不同技术或创建自定义过程来利用应用的内在结构特性。
2019-05-23 cs.SY eess.SY
Abstractions for Symbolic Controller Synthesis are Composable
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文通过将连续控制系统模型转换为有限自动机，利用离散工具合成复杂规范的控制器。通过连接小模块实现抽象关系的生成，提出组合操作并证明组合抽象模块满足反馈细化关系，从而降低高维系统的计算成本并模块化抽象流程。
2018-07-26 cs.SY eess.SY
Compositional abstraction and safety synthesis using overlapping symbolic models
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Laboratoire des signaux et systèmes (L2S), CNRS, CentraleSupélec, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay（信号与系统实验室，法国国家科学研究中心，中央苏佩莱克高等学院，巴黎第十一大学，巴黎萨克雷大学）；Univ. Grenoble Alpes/CNRS, GIPSA-Lab（格勒诺布尔阿尔卑斯大学/法国国家科学研究中心，GIPSA实验室）
本文提出了一种组合方法，用于离散时间非线性系统的抽象和安全合成。通过组合一组重叠的符号子系统来定义符号抽象，这些子系统可以共享一些共同的状态变量。利用这种重叠的符号子系统开发了组合安全合成技术，并比较了不同系统分解方式下抽象和控制器的保守性和计算复杂性。数值实验表明，所提出的符号控制合成方法在减少计算复杂性方面优于集中方法，并在减少保守性方面优于使用非重叠子系统的组合方法。
2017-07-19 cs.SY eess.SY
Abstraction-Based Output-Feedback Control with State-Based Specifications
针对线性时间时序逻辑中基于状态谓词的规范，研究了非线性动力系统基于抽象的输出反馈控制器设计问题。在这种情况下，我们的贡献是双重的：（I）我们概括的反馈细化关系抽象为基础的输出反馈控制系统的任意谓词和观察地图，及（II）我们引入了一个新的算法的抽象输出反馈控制器的合成w.r.t.基于不可观测状态的谓词的LTL规范。我们的抽象为基础的输出反馈控制器综合算法包括两个步骤。首先，我们使用现有的技术计算一个有限的原始系统的状态抽象。这个过程通常会导致一个抽象的系统，不确定的谓词和观察图，不一定相互关联。其次，我们介绍了一种算法来计算这样的抽象系统的输出反馈控制器。我们的算法的灵感来自部分观测下的反应合成，并利用有界合成。
2021-04-22 cs.SY eess.SY
Robustly Complete Finite-State Abstractions for Control Synthesis of Stochastic Systems
基于抽象的非线性系统控制综合的关键步骤是获得原系统的有限状态抽象。抽象的复杂性通常是决定算法效率的主要因素。对于由非线性随机差分方程建模的离散时间非线性随机系统的控制综合，最近的文献已经证明了抽象在保持ω-正则线性时间性质的鲁棒概率满足方面的可靠性。然而，不必要的过渡存在的抽象，这是很难量化的，在随机设置的基于抽象的控制综合的完整性仍然是一个开放的理论问题。在本文中，我们解决这个基本问题的概率测度的度量化空间的拓扑视图，并提出建设性的有限状态抽象的概率线性时间规范的控制合成。这样的抽象既合理又近似完整。也就是说，给定一个具体的离散时间随机系统和该系统的任意小的L1-扰动，存在一族有限状态控制的马尔可夫链，它们既抽象了具体系统，又被微扰动系统抽象。换句话说，给定一个任意小的规定精度，一个抽象总是存在的，以决定是否存在一个控制策略的具体系统，以满足概率规格。
2023-03-08 cs.SY eess.SY math.PR
Compositional Abstraction-based Synthesis of General MDPs via Approximate Probabilistic Relations
我们提出了一个组合的方法来构造抽象的一般马尔可夫决策过程使用近似概率关系。抽象框架是基于$δ$ -提升关系的概念，使用它可以量化互连的gMDP之间的概率距离和它们的抽象。这种新的近似关系统一了文献中的组合性结果，明确地将状态转换之间的依赖关系，并允许抽象模型具有有限或无限的状态空间。因此，人们可以利用所提出的结果对抽象模型进行分析和综合，然后将结果带到具体模型上。为此，我们首先提出我们的组合性结果使用新的近似概率关系，这是基于提升。然后，我们专注于一类随机非线性动力系统，并构建他们的抽象使用模型降阶和空间离散化在一个统一的框架。我们提供的条件，同时存在的关系，将网络的结构。最后，我们证明了所提出的结果的有效性，考虑网络的四个非线性动力子系统（共12维），并从他们的降阶版本（共4维）在一个统一的组成框架中构建有限的抽象。我们基准测试我们的结果对组合抽象技术，构建无限的抽象（降阶模型）和有限的MDPs在两个连续的步骤。我们表明，我们的方法是保守得多，比文献中提供的。
2019-06-07 cs.SY eess.SY
Abstractions and sensor design in partial-information, reactive controller synthesis
University of Delaware（特拉华大学）；Max Planck Institute for Software Systems（马克斯·普朗克软件研究所）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出了一种抽象方法，用于处理部分观察系统的反应控制器合成，通过识别必要的传感模态来解决感知限制问题，并通过插值技术改进模型和传感器设计。
2014-05-18 cs.SY eess.SY
Nonuniform abstractions, refinement and controller synthesis with novel BDD encodings
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出了一种基于非均匀状态空间划分的抽象细化算法，用于合成满足线性时序逻辑片段规范的控制器，通过新BDD编码提升效率，并展示基准结果验证有效性。
2018-04-12 cs.SY eess.SY
Compositional Synthesis of Opacity-Preserving Finite Abstractions for Interconnected Systems
在本文中，我们提出了一种组合的方法来构建不透明的有限抽象（又名符号模型）的离散时间非线性控制系统的网络。特别是，我们引入了新的概念，模拟功能的特点之间的距离控制系统，同时保持不透明的属性。而不是在一个整体的方式对待大规模的系统，我们开发了一个组合方案，以构建相互关联的有限的抽象与整体的不透明度保持模拟功能。针对增量输入-状态稳定控制系统网络，在小增益条件下，提出了一种局部量化参数的设计算法，以有序地建立子系统的局部符号模型，使符号模型网络在保持不透明性的同时，以先验定义的精度模拟原网络.
2020-03-31 cs.SY eess.SY
Compositional abstraction refinement for control synthesis
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出基于组合抽象细化的控制综合方法，通过过估计可达集指导非线性系统控制规范的满足，利用子系统分解和假设-保证义务，迭代细化状态划分以满足规范，并证明局部控制器组合可强制原系统满足要求。
2017-12-16 cs.SY eess.SY
Abstraction-based Synthesis for Stochastic Systems with Omega-Regular Objectives
本文研究了离散时间连续状态随机系统的控制器综合问题。我们提出了一个综合算法，用于最小化或最大化具有有限个模式的离散时间随机系统满足Ω正则性质的概率。我们的方法使用有限状态抽象的基本动力学的形式的有界参数马尔可夫决策过程（BMDP）所产生的有限分区的系统的域。这种抽象允许每个动作的状态之间的一系列转换概率。我们的方法分析产品之间的抽象和确定性拉宾自动机编码的规格。合成被分解为一个定性问题，其中创建了产品的最大永久获胜组件，以及一个定量问题，这需要最大限度地提高达到该组件的概率。我们提出了一个度量控制器的质量相对于抽象的状态，并设计了一个域分区细化技术，以达到质量目标。接下来，我们提出了一种方法计算控制器的随机系统的连续输入集。该系统被假定为仿射输入和干扰，我们推导出一种技术，用于解决定性和定量的问题，这种系统的抽象称为受控区间值马尔可夫链。这种抽象的最大的永久组件被发现通过划分的输入空间，以产生一个BMDP占所有可能的状态之间的定性转换。最大化到达该组件的概率被转换为优化问题。质量的合成控制器和细化方案描述了这个框架。
2020-09-21 cs.SY eess.SY
Robust Abstractions for Control Synthesis: Robustness Equals Realizability for Linear-Time Properties
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出用于合成可证明正确且鲁棒控制器的鲁棒抽象方法，证明其在保持线性时间属性鲁棒满足方面的正确性，并为非线性离散时间控制系统提供具体鲁棒抽象方法，展示了在无稳定性假设下构造鲁棒抽象的计算过程。
2018-03-04 cs.SY eess.SY
Data-Driven Yet Formal Policy Synthesis for Stochastic Nonlinear Dynamical Systems
本文针对动力学未知的非线性随机系统，提出一种基于数据驱动的区间MDP抽象方法，可在概率近似正确保证下实现可靠的控制策略综合。
2025-08-25 cs.SY eess.SY
Privacy Preserving Controller Synthesis via Belief Abstraction
University of Notre Dame（圣母大学）
本文基于系统状态信念提出隐私保护新概念，通过混合单调信念空间抽象，提出两种控制器合成方法以保障隐私。
2018-03-05 cs.CR cs.SY eess.SY
An Iterative Abstraction Algorithm for Reactive Correct-by-Construction Controller Synthesis
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出一种新的抽象算法，通过生成下界和上界有限转移系统来改进控制器综合方法，并通过数值示例展示其效率。
2015-09-14 cs.SY eess.SY
Robust Stutter Bisimulation for Abstraction and Controller Synthesis with Disturbance: Proofs
本文提出了一种方法来综合控制器的信息物理系统，使受控系统满足规格作为线性时序逻辑公式。重点是系统的干扰，未来的状态无法准确预测，由于环境中的不确定性。解决这个问题的方法是首先构造原系统的有限状态抽象，然后为抽象系统合成控制器。对于这种方法，鲁棒口吃互模拟关系的介绍，它保持存在的控制器的任何给定的线性时序逻辑公式。如果在某些控制器的控制下可以保证达到或避免相同的目标集，则状态通过鲁棒口吃互模拟关系相关，从而确保干扰对在相关状态中开始的路径具有类似的影响。本文提出了一种构造鲁棒口吃互模拟商的算法来解决这一抽象问题，并通过显式构造证明了存在一个对原系统执行线性时序逻辑公式的控制器当且仅当该商系统存在一个相应的控制器.最后，以机器人导航为例，说明了算法的结果和控制器的构造。
2022-05-27 cs.SY eess.SY
Efficiency through Uncertainty: Scalable Formal Synthesis for Stochastic Hybrid Systems
本文提出一种针对离散时间随机混合系统的高效抽象方法，通过构建IMDP并计算精确抽象误差嵌入合成步骤，显著降低了误差、提升了速度与可扩展性，支持验证超过10个连续变量的模型。
2019-01-06 cs.SY eess.SY
Control Barrier Functions for Abstraction-Free Control Synthesis under Temporal Logic Constraints
时序逻辑已被广泛用于表示复杂的任务规格的信息物理系统（CPS）。在时序逻辑约束下综合CPS控制器的单向式方法之一是首先将CPS抽象为离散转换系统，然后应用形式化方法。然而，这种方法在计算上要求很高，并且由于维数灾难，其可扩展性受到影响。在本文中，我们提出了一个控制障碍函数（CBF）的方法，抽象自由控制综合下的线性时序逻辑（LTL）的约束。我们首先构造确定性拉宾自动机的规格和计算接受运行。然后，我们计算一个序列的LTL公式，其中每一个必须满足在特定的时间间隔，并证明，满足该序列的公式是足以满足LTL规格。最后，我们通过构造一个合适的CBF来计算满足每个公式的控制策略。我们提出了一个二次规划来计算控制器，并显示使用所提出的方法合成的控制器保证系统满足LTL规格，提供的二次规划是可行的，在每个时间步。数值算例研究表明，所提出的方法。
2020-07-28 cs.SY eess.SY
Sparsity-Sensitive Finite Abstraction
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）
本文提出一种改进算法，通过利用稀疏连接结构显著减少计算时间，用于连续空间模型到有限状态和输入动态模型的抽象，适用于更大规模系统。
2017-04-12 cs.SY eess.SY
Scalable control synthesis for stochastic systems via structural IMDP abstractions
本文提出基于正交解耦区间马尔可夫决策过程（odIMDPs）的抽象框架，通过利用转移概率的乘积形式实现组合式抽象，显著降低随机系统控制综合的内存复杂度和结果保守性，并在多个基准上验证了其优越性。
2025-03-07 cs.SY eess.SY
Lazy Abstraction-Based Control for Safety Specifications
University of Toronto（多伦多大学）；MPI-SWS（马克斯·普朗克软件系统研究所）
本文提出了一种针对连续时间非线性动力系统安全规范的懒惰多层抽象控制合成方法，通过在需要时动态计算状态转移，提高计算效率。
2019-07-26 cs.SY eess.SY
Verification and Parameter Synthesis for Real-Time Programs using Refinement of Trace Abstraction
本文研究了实时的【形】系统的安全性验证与综合问题。我们介绍实时的【形】程序，这些程序由可以执行离散和实值变量赋值的指令组成。它们足够通用，可以捕获有趣的时间系统类，如时间自动机，秒表自动机，时间（d）Petri网和混合自动机。我们提出了一种使用轨迹抽象细化的半算法来解决实时的【形】程序的可达性验证问题和参数综合问题。所有提出的算法已经实施，我们已经进行了一系列的实验，比较我们的新方法的性能，以国家的最先进的工具，在经典的可达性，鲁棒性分析和参数合成定时系统。我们表明，我们的新方法提供了解决方案，这些问题是无法解决的，目前最先进的工具。
2020-07-21 cs.FL cs.LO cs.SY
Correct-by-construction control synthesis for buck converters with event-triggered state measurement
Dept. of EECS, Univ. of Michigan（密歇根大学电气与计算机工程系）
本文提出了一种新的基于正确性构造的开关控制器，用于具有事件触发测量的功率转换器，通过引入过时测量作为额外状态变量，构建信念空间抽象，并在该抽象上应用基于抽象的合成方法，验证了控制器的有效性。
2019-03-13 cs.SY eess.SY
Abstraction-Free Control Synthesis to Satisfy Temporal Logic Constraints under Sensor Faults and Attacks
我们研究的问题，合成一个控制器，以满足一个复杂的任务中存在的传感器故障和攻击。我们使用高斯分布时序逻辑（GDTL）的任务建模，并提出了一种解决方案，不依赖于计算任何有限的抽象来模拟系统。我们将GDTL规范分解为一系列的到达-避免子任务。提出了一类容错的有限时间收敛控制障碍函数（CBFs），以保证动力系统在有限时间内几乎必然收敛到一个集合.我们使用容错有限时间收敛的CBF，以保证“到达”属性的满足。我们使用容错调零CBF确保每个子任务中的“避免”部分。这些容错CBF制定了一组线性约束的控制输入为每个子任务。我们证明了，如果系统状态估计引起的误差是有界的某一阈值，那么我们的综合控制器几乎肯定满足每个达到避免子任务的任何可能的传感器故障和攻击，从而GDTL规格是满足概率1。我们证明了我们提出的方法使用两轮移动机器人的协调数值研究。
2022-08-22 cs.SY eess.SY
From dissipativity theory to compositional synthesis of symbolic models
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Laboratoire des Signaux et Systémes (L2S) - CNRS（信号与系统实验室（L2S）- 法国国家科学研究中心）
本文提出了一种构造互联离散时间控制系统有限抽象（符号模型）的组合框架，基于子系统的联合耗散性性质，通过存储函数构建模拟函数，并利用增量被动性属性构造有限抽象及其存储函数。
2017-10-16 cs.SY eess.SY
StocHy: automated verification and synthesis of stochastic processes
StocHy是一个用于离散时间随机混合系统定量分析的软件工具，支持模拟、形式化验证与控制策略综合，通过模块化设计与C++实现，在精度、计算效率及大规模模型可扩展性上显著优于现有工具。
2019-01-29 cs.SY eess.SY
Existence and Synthesis of Multi-Resolution Approximate Bisimulations for Continuous-State Dynamical Systems
本文提出基于多分辨率近似互模拟的全自动抽象综合框架，证明其对所有增量一致有界系统存在抽象，并通过CEGIS循环求解MRASP，实验表明抽象规模比Lyapunov网格小最多50%且误差保证更严格。
2025-09-22 cs.SY eess.SY
Data-driven memory-dependent abstractions of dynamical systems
我们提出了一个基于样本的，顺序的方法来抽象一个（潜在的黑盒子）动力系统与一个序列的内存依赖马尔可夫链的大小不断增加。我们表明，这种近似可以减轻相关性偏差，已观察到基于样本的抽象。我们进一步提出了一种方法来检测飞行中的内存长度，从而在一个抽象具有足够的准确性。我们证明，在合理的假设下，该方法收敛到一个健全的抽象在某种精确的意义上，我们展示了两个案例研究。
2022-12-04 cs.SY eess.SY
Beyond Interval MDPs: Tight and Efficient Abstractions of Stochastic Systems
本文提出MI-MDP和SMDP两种更紧致的随机系统有限抽象框架，证明其概率保证优于IMDP，并通过实验验证SMDP在紧致性、内存和计算时间上具有更优综合性能。
2025-07-03 cs.SY eess.SY
Data-Driven Synthesis of Symbolic Abstractions with Guaranteed Confidence
在这项工作中，我们提出了一种数据驱动的方法来构建有限的抽象（又名，符号模型）的离散时间确定性控制系统与未知的动态。我们利用所谓的交替互模拟函数（ABF）的概念，作为每个未知系统和它的符号模型之间的关系，量化两个系统的状态行为之间的不匹配。因此，可以使用我们提出的结果进行正式的验证和综合符号模型，然后进行结果回到未知的原始系统。在我们的数据驱动设置中，我们首先将构建ABF所需的条件转换为鲁棒优化程序（ROP）。由于ROP的约束中存在未知模型，求解所提供的ROP是不容易的。为了解决这个困难，我们收集有限数量的数据从未知系统的轨迹，并提出了一个场景优化程序（SOP）对应于原来的ROP。通过建立SOP和ROP的最优值之间的概率关系，我们正式构造ABF未知系统和它们的符号模型的基础上的数据的数量和所需的置信水平。我们验证了我们的数据驱动的结果的有效性在两个物理案例研究与未知的模型，包括（i）直流电机和（ii）非线性喷气发动机压缩机。我们从数据中构建符号模型，作为原始系统的适当替代品，并在无限时间范围内以一定的置信水平将未知系统的状态保持在一个安全的集合中。
2022-06-19 cs.SY eess.SY
Data-driven memory-dependent abstractions of dynamical systems via a Cantor-Kantorovich metric
该研究提出一种基于马尔可夫模型间新型Cantor-Kantorovich度量的动力系统数据驱动抽象方法，仅需观测系统输出标签，引入记忆机制优化状态空间区域的动力学表示，并通过数值算例验证了方法有效性。
2024-05-14 cs.SY eess.SY
SENSE: Abstraction-Based Synthesis of Networked Control Systems
Technical University of Munich（慕尼黑技术大学）
SENSE通过符号模型构建和自动控制器合成，解决网络控制系统复杂规格的满足问题，支持VHDL/Verilog或C/C++代码生成。
2018-06-26 cs.RO cs.SY eess.SY
Compositional Abstraction-based Synthesis for Networks of Stochastic Switched Systems
在本文中，我们提供了一个组合的方法来构建有限的抽象（a.k.a.有限马尔可夫决策过程（MDP））的互联离散时间随机切换系统。所提出的框架是基于一个概念的随机模拟功能，使用它可以采用一个抽象的系统作为替代原来的控制器设计过程中的输出轨迹上的保证误差界。为此，我们首先提供随机切换子系统的互连和它们的有限抽象通过随机模拟功能之间的概率接近保证。然后，我们利用足够的小增益类型的条件来显示这项工作的组合性结果。之后，我们证明了在标准假设下，确保切换系统的增量输入到状态稳定性（即，存在共同的增量李雅普诺夫函数，或多个增量李雅普诺夫函数与驻留时间），人们可以构造有限的MDP的一般设置的非线性随机切换系统。我们还提出了一种方法来构造有限的MDP的一类特殊的非线性随机切换系统。为了证明我们所提出的结果的有效性，我们首先将我们的方法应用到一个由200个单元组成的圆形级联环中的道路交通网络，并构造一个有限的MDP的网络组成。我们采用构造的有限抽象作为替代品，合成的政策，保持交通密度低于20辆车每细胞。然后，我们将我们提出的技术完全互连的网络的500个非线性子系统（共1000维），并构建其有限的MDP保证误差界。我们将我们提出的结果与文献中的结果进行了比较。
2019-12-24 cs.SY eess.SY
Compositional Construction of Finite State Abstractions for Stochastic Control Systems
MPI-SWS, Kaiserslautern, Germany（德国凯泽斯劳滕马克斯·普朗克计算机科学研究所）
本文研究了随机控制系统的组合有限状态抽象方法，提出基于扰动仿真的方法以提高控制器合成效率。
2017-09-27 cs.SY eess.SY
Synthesis of surveillance strategies via belief abstraction
University of Leicester（莱斯特大学）
本文研究了合成具有监视目标的机器人控制器问题，通过将问题建模为单侧部分信息游戏，并利用抽象技术减少状态空间爆炸，从而实现监视策略的合成。
2018-03-19 cs.GT cs.RO cs.SY
Data-driven Interval MDP for Robust Control Synthesis
本研究提出一种基于区间MDP的数据驱动离散时间随机过程抽象方案，结合样本数据与后向可达性计算构建非确定性概率转移模型，通过场景方法建立与底层动力学的关联，在时序属性满足度上优于现有方法，并通过实验验证了其优势与局限。
2024-04-12 cs.SY eess.SY
Data-Driven Model Invalidation for Unknown Lipschitz Continuous Systems via Abstraction
本文研究了Lipschitz连续系统的数据驱动模型失效问题，其中不需要给出系统的数学模型，而只需要系统的先验噪声采样数据.我们表明，这种数据驱动的模型失效问题可以使用一个易于处理的可行性检查来解决。我们提出的方法包括两个主要组成部分：（i）数据驱动的抽象部分，它使用噪声采样数据来过度近似未知的Lipschitz连续动态与上下函数，以及（ii）基于优化的模型失效组件，它确定数据驱动的抽象与新观察到的长度T输出轨迹的不兼容性。最后，我们讨论了几种降低算法计算复杂度的方法，并通过一个群体意图识别的仿真例子证明了它们的有效性。
2020-03-25 cs.SY eess.SY
Symbolic Abstractions with Guarantees: A Data-Driven Divide-and-Conquer Strategy
本文提出一种数据驱动的分治策略，为未知数学模型的互联控制网络构建符号抽象，利用交替互模拟函数和组合条件，在室温网络上验证了其在形式化验证和控制器合成中的有效性。
2023-09-14 cs.SY eess.SY
Logarithmic Quantization based Symbolic Abstractions for Nonlinear Control Systems
本文研究用对数量化方法对非线性控制系统进行符号抽象。利用对数量化器对状态集和输入集进行近似，构造了一种新的非线性控制系统的离散抽象。在构造的离散抽象和原系统之间建立了反馈精化关系。利用所构造的离散抽象，研究了安全控制器的综合问题。通过离散抽象和抽象说明，研究了安全控制器的存在性，并给出了计算抽象控制器的算法。最后给出了一个数值例子来说明所得结果。
2020-11-25 cs.SY eess.SY
Controller Synthesis for Safety and Reachability via Approximate Bisimulation
Laboratoire Jean Kuntzmann Universit\'e de Grenoble B.P. 53, 38041 Grenoble, France
本文利用近似双模拟抽象方法，针对安全性和可达性规范设计控制器，通过抽象控制器综合与具体化过程保证正确性，并给出与最优控制器的距离估计。
2011-06-16 cs.LO cs.SY eess.SY
Neural Abstraction-Based Controller Synthesis and Deployment
MPI-SWS（马克斯·普朗克软件系统研究所）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文提出基于神经网络压缩表示的抽象控制器综合与部署方法，通过在线算法和输出校正保证可靠性，并将控制器表示为神经网络与查找表组合，在基准实验中显著降低内存需求。
2023-07-07 cs.LG cs.SY eess.SY
Complete Abstractions of Monotone Control Systems: From Model-based to Data-Driven Systems
University Mohammed VI Polytechnic（穆罕默德六世polytechnic大学）；LMU of Munich（慕尼黑大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble-INP（格勒诺布尔国立理工学院）；CentraleSupélec（中央苏黎世高等电力学院）；Laboratoire des signaux et systèmes（信号与系统实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文提出近似强上交替模拟关系，为单调系统构建完整抽象对，可通过空间离散化参数调谐保守性差距，并将结果扩展至无需显式模型的数据驱动系统，通过仿真验证理论结果。
2026-08-10 cs.SY eess.SY
Correct-by-Design Control Synthesis of Stochastic Multi-agent Systems: a Robust Tensor-based Solution
TU Eindhoven（埃因霍温理工大学）；Peking University（北京大学）
本文提出基于抽象的框架，通过鲁棒动态规划映射提供具有时间逻辑满足下界保证的控制策略，利用解耦动态揭示价值函数的张量结构，实现动态规划的可扩展性。
2026-05-12 cs.SY eess.SY
Resilient Abstraction-Based Controller Design
本文研究了扰动非线性动力系统弹性控制器的计算问题。线性时间时序逻辑规范。我们通过基于抽象的控制器设计（ABCD）的范例来解决这个问题，其中构建了扰动系统动态的有限状态抽象并用于控制器合成。在这种情况下，我们的贡献是双重的：（I）我们构建抽象模型的影响，偶尔高干扰尖峰的系统通过所谓的干扰边缘。(II)我们表明，弹性反应合成技术的应用，这些抽象模型的结果在闭环系统，这些偶尔的高干扰尖峰是最佳弹性。我们已经实现了这个弹性ABCD工作流上的SCOTS和展示我们的方法，通过多个机器人规划的例子。
2020-08-14 cs.FL cs.SY eess.SY
Zonotope-based Controller Synthesis for LTL Specifications
本文研究了线性时序逻辑（LTL）规范下的控制器综合问题。首先，我们实现（约束）zonotope技术划分的状态空间，并进一步验证是否可以满足LTL规范。一旦LTL规格可以满足，下一步是设计一个控制器，以保证满足动态系统的LTL规格。在验证LTL规范的基础上，提出了一种基于抽象的控制设计方法：首先设计一种新的抽象结构，然后设计有限个局部抽象控制器以实现LTL规范，最后将所设计的抽象控制器组合并细化为原系统的控制器.所提出的控制策略是通过自主机器人的数值例子来说明。
2021-11-15 cs.SY eess.SY
Compositional Synthesis of Finite Abstractions for Networks of Systems: A Small-Gain Approach
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑大学）
本文提出了一种基于小增益原理的组合方法，用于构建互联离散时间控制系统网络的有限抽象（符号模型）。通过交替模拟函数关系，该方法在满足小增益条件时，能够组合性地构建整体交替模拟函数，从而实现对系统网络的符号模型和原系统之间的关系建模。最后，本文将该方法应用于圆形容器温度调节问题，并展示了其在非线性全连接网络中的有效性。
2019-05-29 cs.SY eess.SY
Data-Driven Control via Conditional Mean Embeddings: Formal Guarantees via Uncertain MDP Abstraction
本文提出利用条件均值嵌入和不确定MDP抽象的数据驱动控制方法，通过鲁棒动态规划生成具有形式性能保证的策略，并在温度调节基准上进行验证。
2025-12-15 cs.SY eess.SY
Supervisory Control Synthesis of Timed Automata Using Forcible Events
时间自动机（TA）中考虑了实值时钟，使其成为离散事件系统的一个实用建模框架。然而，无限大的状态空间给TA的控制带来了挑战。为了利用传统的监督控制理论综合TA的监督器，现有的方法将TA抽象为有限自动机（FA）。对于许多应用，实时值的抽象导致FA的状态空间爆炸。本文提出了一种直接适用于TA的监督控制综合算法。被控对象是一个具有一组不可控事件和一组强制事件的TA。必要时，强制性事件可以阻止时间的流逝。该合成算法的工作原理是通过迭代加强守卫的边缘标记的可控事件和位置的不变量，其中的时间的进展，可以抢占强制事件。综合监督，这也是一个TA，保证是可控的，最大限度地允许，并在一个非阻塞和安全的监督工厂的结果。
2021-02-18 cs.SY eess.SY
Hierarchical decomposition of LTL synthesis problem for nonlinear control systems
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本文提出了一种分层分解方法，用于解决非线性动态系统在LTL公式下的控制合成问题，通过三个抽象层逐步求解，并引入了一种新的单调性方法来近似有限时间可达集。
2019-03-06 cs.SY eess.SY
On the Trade-off Between Efficiency and Precision of Neural Abstraction
University of Oxford（牛津大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本文研究神经抽象在效率与精度间的权衡，提出分段常数与 sigmoid 非线性非多项式模板，并通过形式化归纳综合和可达性验证评估其性能。
2023-10-02 cs.LG cs.LO cs.SY
Synergistic Offline-Online Control Synthesis via Local Gaussian Process Regression
自治系统通常具有复杂且可能未知的动态，例如，黑盒组件这导致不可预测的行为，并使控制设计与性能保证的一个重大挑战。本文提出了一种数据驱动的控制综合框架，这样的系统受到有限迹线性时序逻辑（LTLf）规范。该框架结合了一个基线（离线）控制器与一个新的在线控制器和细化过程，提高了基线保证新的数据被收集。基线控制器是离线计算的不确定抽象构造高斯过程（GP）回归给定的数据集。离线控制器提供了满足LTLf规范的概率的下限，由于离散化和回归误差，这可能远非最佳。协同作用来自在线控制器使用离线抽象以及当前状态和新数据来选择下一个最佳动作。在线控制器可以改善基线保证，因为它避免了离散化误差，并减少了回归误差，因为新的数据被收集。新的数据还用于使用局部GP回归来细化抽象和离线控制器，这显著降低了计算开销。评估表明，所提出的离线-在线框架的有效性，特别是当与离线控制器相比。
2022-03-08 cs.SY eess.SY
Data-driven Construction of Finite Abstractions for Interconnected Systems: A Compositional Approach
针对缺乏精确系统动力学知识的问题，提出一种数据驱动组合式方法，为含部分未知动力学与互联映射的离散时间互联控制系统构建有限状态抽象，支撑其形式化验证与控制器综合。
2025-02-21 cs.MA cs.SY eess.SY
Data-Driven Approximate Abstraction for Black-Box Piecewise Affine Systems
本文提出一种数据驱动算法，用于在未知动态下对分段仿射系统进行近似抽象，通过系统识别、抽象和主动采样三个步骤，确保在不确定条件下安全关键系统的正确运行。
2018-01-30 cs.FL cs.SY eess.SY
Data-driven Abstractions for Verification of Deterministic Systems
验证动力系统复杂逻辑规范的一种常用技术是构造符号抽象：更简单的有限状态模型，其行为模仿感兴趣的系统之一。通常，抽象是利用底层模型的准确知识来构建的：在现实生活中的应用程序中，这可能是一个代价高昂的假设。通过对未知系统的随机$\ell$步轨迹进行采样，建立了基于$\ell$ -完备性概念的抽象.我们新定义的概率行为包含的概念，并提供可能近似正确（PAC）的保证，这种抽象包括所有行为的具体系统，有限和无限的时间范围内，利用场景理论的非凸问题。然后，我们的方法进行了测试，在几个数值基准。
2023-03-29 cs.LO cs.SY eess.SY
