論文の概要: Formal Controller Synthesis for Markov Jump Linear Systems with Uncertain Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.00679v2
• Date: Tue, 23 May 2023 10:43:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-25 00:51:43.141687
• Title: Formal Controller Synthesis for Markov Jump Linear Systems with Uncertain Dynamics
• Title（参考訳）: 不確かさを持つマルコフジャンプ線形系の形式制御器合成
• Authors: Luke Rickard, Thom Badings, Licio Romao, Alessandro Abate
• Abstract要約: マルコフジャンプ線形系に対する制御器の合成法を提案する。 本手法は,MJLSの離散(モードジャンピング)と連続(確率線形)の両方の挙動を捉える有限状態抽象化に基づいている。 本手法を複数の現実的なベンチマーク問題,特に温度制御と航空機の配送問題に適用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 64.72260320446158
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Automated synthesis of provably correct controllers for cyber-physical systems is crucial for deployment in safety-critical scenarios. However, hybrid features and stochastic or unknown behaviours make this problem challenging. We propose a method for synthesising controllers for Markov jump linear systems (MJLSs), a class of discrete-time models for cyber-physical systems, so that they certifiably satisfy probabilistic computation tree logic (PCTL) formulae. An MJLS consists of a finite set of stochastic linear dynamics and discrete jumps between these dynamics that are governed by a Markov decision process (MDP). We consider the cases where the transition probabilities of this MDP are either known up to an interval or completely unknown. Our approach is based on a finite-state abstraction that captures both the discrete (mode-jumping) and continuous (stochastic linear) behaviour of the MJLS. We formalise this abstraction as an interval MDP (iMDP) for which we compute intervals of transition probabilities using sampling techniques from the so-called 'scenario approach', resulting in a probabilistically sound approximation. We apply our method to multiple realistic benchmark problems, in particular, a temperature control and an aerial vehicle delivery problem.
• Abstract（参考訳）: サイバーフィジカルシステムのための確実に正しい制御器の自動合成は、安全クリティカルなシナリオの展開に不可欠である。 しかし、ハイブリッド機能や確率的あるいは未知の振る舞いは、この問題を難しくする。 サイバーフィジカルシステムのための離散時間モデルのクラスであるマルコフジャンプ線形システム(mjlss)の制御器を合成する方法を提案する。 MJLSは有限集合の確率線型力学と、マルコフ決定過程(MDP)によって支配されるこれらの力学の間の離散ジャンプからなる。 本研究は, このMPPの遷移確率が一定間隔で知られているか, 完全に未知であるかを考察する。 我々のアプローチは、MJLSの離散(モードジャンプ)と連続(確率線形)の両方の挙動を捉える有限状態抽象化に基づいている。 我々は、この抽象概念を、いわゆる「scenario approach」のサンプリング手法を用いて遷移確率の間隔を計算する区間 MDP (iMDP) として定式化し、確率論的に近似を与える。 本手法を複数の現実的なベンチマーク問題,特に温度制御と航空機の配送問題に適用する。

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