摘要：随着信息物理融合系统(Cyber-Physical Systems,CPS)应用的越来越普及,CPS的设计和实现能否满足实际需求显得至关重要.本文提出了一种CPS建模与属性验证框架.在框架中,首先使用HybridUML对CPS进行建模,然后将该通用模型转换为形式化模型,进而进行形式化验证.本文采用的形式化验证方法为dL(Differential Dynamic Log-ic),其操作模型为hybrid program.将HybridUML模型转换为hybrid program时,基于语义一致性的原则定义转换规则.转换完成后,结合得到的hybrid program对验证的CPS属性进行规约,最后使用定理证明器KeYmaera对属性进行自动化验证.

摘要：核电数字化仪系统既涉及反应堆随时间变化的物理动态演化过程,又涉及计算机的离散控制过程,属于典型的实时混成系统。微分动态逻辑是近年在混成系统验证领域的新方法。提出以微分动态逻辑为基础的构建反应堆控制系统安全验证模型方法,验证反应堆控制系统中离散化的逻辑控制与反应堆连续性的物理连续变化过程之间的相互作用能否保证反应堆安全需求,从而提高数字化反应堆控制系统设计的安全性。

摘要：为了描述信息物理融合系统(cyber-physical systems,CPS)的时空一致性,一种实时规范语言STe C已经提出[1],CPS的设计和实现能否满足时空一致性显得十分重要。文中对混成自动机进行了扩展,提出了具有位置驱动特点的时空自动机。文中提出了基于时空自动机的CPS建模与验证框架。在框架中,首先使用STe C语言对CPS进行了描述并使用时空自动机对CPS进行建模。文中采用的形式化验证方法为微分动态逻辑(differential dynamic logic,DL),其操作模型为HP(hybrid program)。利用DL可以将所建模型转换为对应的HP。结合得到的HP对验证的CPS属性进行规约,最后使用定理证明器Ke Ymaera对属性进行自动化验证。

摘要：混成系统是实时嵌入式系统的重要子类,其行为中存在连续变化和离散跳转混杂的情况,使得混成系统行为复杂,安全性难以掌握。近年来,混成系统在医疗环境中得到越来越广泛的应用。其中,医疗机器人的穿刺运动控制系统呈现高度复杂的混成性,如果机器人在穿刺过程中失控将导致不可挽回的严重后果。因此穿刺机器人运动行为的安全性设计成为了亟需解决的问题。首先根据穿刺机器人的运动学设计,将机器人的复杂运动分解。然后基于微分动态逻辑理论从混成系统的角度出发对穿刺机器人的运动控制系统进行了形式化建模与分析,并使用证明工具KeYmaera归纳出微分不变式,获得了控制模型的参数约束。最后提出了针对机器人运动到某一靶目标区域这类运动学问题的一般性验证模型。

摘要：目前针对物联网的研究主要是对系统进行整体分析,设计与验证过程较复杂。为此,利用混成系统对物联网系统进行建模,将一个复杂的物联网系统拆分成若干个小的成员系统,分别验证每个成员系统的特性,并通过组合实现对整个物联网系统的验证。以智能交通系统为例进行分析,结果表明,该方法可降低系统分析和验证的复杂度,提高模块化程度,保证物联网系统的可扩展性。