Stabilization with Guaranteed Safety of Nonlinear Systems

In dit proefschrift wordt het aspect van veiligheid opgenomen in het ontwerp van besturingsmechanismen. Veiligheid refereert hierbij naar het gedrag van het gesloten lus systeem waarbij het tijdspad van de toestandsvariabelen, welke gestart zijn in een toegestane verzameling van initi"{e}le waarden, de verzameling van onveilige toestanden vermijdt. Het probleem van het tegelijkertijd garanderen van stabiliteit en veiligheid van het gesloten lus systeem wordt ``stabilisatie met gegarandeerd veiligheid'' genoemd. Verder behandelt dit proefschrift ook hoe men de robuustheid van veiligheid van het gesloten systeem kan meten in de aanwezigheid van externe storingssignalen. We dragen verschillende regelstrategie"{e}n voor welke een oplossing bieden voor het ``stabilisatie met gegarandeerde veiligheid'' probleem in niet-lineaire systemen. Ten eerste, een nieuwe manier wordt ge"{i}ntroduceerd voor het samenvoegen van de klassieke `Control Lyapunov Functie' (CLF) met de `Control Barrier Functie' (CBF). De samengevoegde functie wordt aangeduid als `Control Lyapunov Barrier Functie' (CLBF). Het scenario van verschillende verzamelingen van onveilige toestanden is ook bekeken. Hierbij worden verschillende CBF functies samengevoegd met een enkele CLF. Ten tweede, het is aangetoond dat de koppeling en demping toekenning passiviteits besturingsmethode (IDA-PBC), welke een op energie gebaseerde besturingsmechanisme is, gebruikt kan worden voor het oplossen van het ``stabilisatie met gegarandeerde veiligheid'' probleem. We zijn geslaagd in het bereiken van lokale stabilisatie met gegarandeerde veiligheid door toepassing van de IDA-PBC methode. Voor het bereiken van globale stabilisatie wordt de IDA-PBC methode gecombineerd met een ander terugkoppelingsregeling middels een hybride besturingsmethode. We stellen ook een nieuwe robuustheidsanalyse methode voor welke gebruikt kan worden voor het kwantificeren van de veiligheidsspeling (of veiligheids fragiliteit) van het gesloten lus systeem. Als aanvulling op de welbekende input-to-state stabiliteitsinterpretatie (ISS) voor de robuustheidsanalyse van de stabiliteit van een systeem introduceren we de input-to-state veiligheidsinterpretatie (ISSf), welke gebruikt kan worden voor de robuustheidsanalyse van de veiligheid van een systeem wanneer er externe storingssignalen aanwezig zijn

Computer Aided Verification

This open access two-volume set LNCS 10980 and 10981 constitutes the refereed proceedings of the 30th International Conference on Computer Aided Verification, CAV 2018, held in Oxford, UK, in July 2018. The 52 full and 13 tool papers presented together with 3 invited papers and 2 tutorials were carefully reviewed and selected from 215 submissions. The papers cover a wide range of topics and techniques, from algorithmic and logical foundations of verification to practical applications in distributed, networked, cyber-physical, and autonomous systems. They are organized in topical sections on model checking, program analysis using polyhedra, synthesis, learning, runtime verification, hybrid and timed systems, tools, probabilistic systems, static analysis, theory and security, SAT, SMT and decisions procedures, concurrency, and CPS, hardware, industrial applications

Computer Aided Verification

The open access two-volume set LNCS 12224 and 12225 constitutes the refereed proceedings of the 32st International Conference on Computer Aided Verification, CAV 2020, held in Los Angeles, CA, USA, in July 2020.* The 43 full papers presented together with 18 tool papers and 4 case studies, were carefully reviewed and selected from 240 submissions. The papers were organized in the following topical sections: Part I: AI verification; blockchain and Security; Concurrency; hardware verification and decision procedures; and hybrid and dynamic systems. Part II: model checking; software verification; stochastic systems; and synthesis. *The conference was held virtually due to the COVID-19 pandemic

Computer Aided Verification

This open access two-volume set LNCS 10980 and 10981 constitutes the refereed proceedings of the 30th International Conference on Computer Aided Verification, CAV 2018, held in Oxford, UK, in July 2018. The 52 full and 13 tool papers presented together with 3 invited papers and 2 tutorials were carefully reviewed and selected from 215 submissions. The papers cover a wide range of topics and techniques, from algorithmic and logical foundations of verification to practical applications in distributed, networked, cyber-physical, and autonomous systems. They are organized in topical sections on model checking, program analysis using polyhedra, synthesis, learning, runtime verification, hybrid and timed systems, tools, probabilistic systems, static analysis, theory and security, SAT, SMT and decisions procedures, concurrency, and CPS, hardware, industrial applications