April, 2017
Formal Synthesis of Stabilizing Controllers for Switched Systems
Pavithra Prabhakar & Miriam García Soto
Kansas State University & IMDEA Software Institute
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Formal Synthesis of Stabilizing Controllers for Switched Systems - - PowerPoint PPT Presentation
Formal Synthesis of Stabilizing Controllers for Switched Systems Pavithra Prabhakar & Miriam Garca Soto Kansas State University & IMDEA Software Institute HSCC17 Pittsburgh, PA, USA April, 2017 1 Switching logic synthesis
April, 2017
1
2
3
f1 f2 f4 f3 f5 f6 Ω1 Ω2 Ω3 Ω4 Ω5 Ω6
⇤ Rn = [Ω∈RΩ ⇤ ˚ Ωi 6= ; for every i ⇤ ˚ Ωi \ ˚ Ωj = ; for every i 6= j
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δ
✏ x(0) x
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f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
p
Ωij xj}
f1 f2 f4 f3
˙ x = A2x ˙ x = A1x
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
f1 f1 f2 f2
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f1 f2 f1 f2 f1 f2
convergence or containment divergence
Abstraction Abstraction 2 1 1 1 1 1
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f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
d d0
1 1 1 2
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˙ x = A2x ˙ x = A1x
f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
d d0
1 1 1 2
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˙ x = A2x ˙ x = A1x
f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
d d0
1 1 1 2
f1 f2 f4 f3
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Theorem - energy strategy Given a game graph (V,E,W) where W: E → Z, if there exists a winning energy strategy, then there exists a memoryless winning energy strategy. Further, there is an algorithm which returns the memoryless winning energy strategy.
i=1W(vi, vi+1) > 0.
[Brim et al. FMSD’11]
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f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
d d0
1 1 1 2
f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3 d d0
ln(1/2) ln(1/2) ln(5/2) ln(5/2) ln(3/10) ln(3/10)
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f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3
1/2 1/2 5/2 5/2 3/10 3/10 1 1 1 1 1 1 1 1
d d0
1 1 1 2
σ : V0 → V1 f1 7! (1, f1) f2 7! (2, f2) f3 7! (1, f3) f4 7! (2, f4) Winning energy strategy f2 f1 1, f4 2, f4 2, f3 1, f3 1, f2 1, f1 2, f1 2, f2 f4 f3 d d0
ln(1/2) ln(1/2) ln(5/2) ln(5/2) ln(3/10) ln(3/10)
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