CAREER: Analysis and Synthesis of Systems over Finite Alphabets: Theoretical Foundations, Analytical Methods and Algorithmic Tools
职业:有限字母系统的分析与综合:理论基础、分析方法和算法工具
基本信息
- 批准号:0954601
- 负责人:
- 金额:$ 40万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2010
- 资助国家:美国
- 起止时间:2010-06-01 至 2016-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Abstract:Cyber-physical systems comprising hardware interacting with control and computational units are omnipresent in our lives from high-tech cars to smart infrastructure. The tight interaction between analog and discrete dynamics gives rise to complex verification and synthesis problems. The challenge of synthesizing correct-by-design controllers for these systems remains daunting. This proposal presents an ambitious research agenda dedicated to fundamentally and holistically addressing this challenge. Specifically, we propose to develop a unifying framework built around the use of finite state automata as nominal models of both physical and computing processes. Intellectual Merit:The proposed research addresses fundamental problems at the interface of control theory, computer science and mathematics, potentially leading to transformative breakthroughs. Anticipated theoretical contributions include understanding the fundamental limitations of using finite memory models to approximate infinite memory systems, and developing analytical methods for establishing both a priori and a posteriori error bounds. Anticipated algorithmic contributions include developing efficient recursive schemes for constructing the approximate models as well as efficient techniques for solving specific combinatorial optimization problems. Finally, it is the hope that the ubiquitous problem of scalability can be finally overcome through the combined use of theoretical and algorithmic developments.Broader Impacts:The proposed research project would result in a computer-aided approach for systematically synthesizing cyber-physical systems in a verifiably correct manner, a freely distributed collection of software toolboxes, and a carefully crafted set of benchmark problems that can be used to evaluate and guide further research progress. The proposed research will drive the development of a new curriculum for undergraduate control education employing finite state automata as vehicles for introducing advanced control concepts. The research results will be incorporated in the development of a new graduate level course and manuscript on hybrid systems.
翻译后摘要:网络物理系统,包括硬件与控制和计算单元的交互是无所不在的,在我们的生活中,从高科技汽车智能基础设施。模拟和离散动态之间的紧密相互作用引起了复杂的验证和综合问题。为这些系统合成正确的设计控制器的挑战仍然是艰巨的。该提案提出了一个雄心勃勃的研究议程,致力于从根本上全面应对这一挑战。具体来说,我们建议开发一个统一的框架,围绕使用有限状态自动机作为物理和计算过程的名义模型。智力优势:拟议的研究解决了控制理论,计算机科学和数学接口的基本问题,可能导致变革性的突破。预期的理论贡献包括理解使用有限记忆模型来近似无限记忆系统的基本局限性,以及开发用于建立先验和后验误差界的分析方法。预计算法的贡献包括开发高效的递归方案,用于构建近似模型,以及解决特定的组合优化问题的有效技术。最后,它是希望,无处不在的问题的可扩展性可以最终克服通过结合使用的理论和算法的发展。更广泛的影响:拟议的研究项目将导致在计算机辅助方法系统地综合信息物理系统在一个可验证的正确的方式,一个自由分布的软件工具箱的集合,和一个精心制作的基准问题,可用于评估和指导进一步的研究进展。拟议的研究将推动本科控制教育采用有限状态自动机作为车辆引进先进的控制概念的新课程的发展。研究结果将被纳入一个新的研究生水平的课程和手稿混合动力系统的发展。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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{{ truncateString('Danielle Tarraf', 18)}}的其他基金
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