基于微分动态逻辑cps建模和属性验证

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1、摘要随着嵌入式系统,InH‘算机M络技术的发展，以及硬件计tI：il)s的丌i断提升，人们父注fl，J纯点已／f：仅仅J．0限Ji系统功能的累加，l『I『是哑IHl}i-．，R×'』；缸{遗系统资源的f抄}!fI

2、C嚣与何效优化。将汁算、逊亿和挖制能力三者融为‘体的信息物理融合系统(Cyber-PhysicalSystems．cps)成为研究与应『玎的热点：随着CPS的广泛曾及与应用，设计的CPS能够满足设计需求对CPS的实施与运行起到J，至天lR要的作刚．，验证技术为CPS系统的iE确性与呵靠性等方面提供J，重要的俅障，成为

3、学术界与I：业界关注的焦点。目前并不存在一种形式ff．-'D．iiE技术可以解决所有CPS的验证问题，重新选择形式化方法进行建模与验证代价也比较大。使用通用白：观的建模语亩对CPS建模，进Im转换为定婵证明的形式化方法进行验证被认为是合理可行的方法。本艾提出一种基于微分动态逻辑方法进行CPS属性验证的框架，并以该框架验证一个典型的CPS实例。首先使用通川建模语言HybridUML对CPS建模，再根据HybridUML元模型与微分动态逻辑方法操作模型H、bridProgram的元馍型之问的关系设计模型转换的规!J!

4、j。根据H、

5、bridUML的两类建模规约：静态结构删约与动态行为规约，分别设计静态结构转换规则与动态{j：为转换规咀0。缝多好转换规则后，应用转换的规则将HybridUML所建馍模型转换为HybridProgram，然后根据

6、，

7、动ftill雕一I：具KeYmaera的输入恪式要求，生成KeYmaera的输入代码进行自动化推理验ill：。本文提出的村CPS进行建{：奠与膈性验iE的办法，一厅I『

8、f使J{Jj匝J}j_

9、=楚7州建}}：

10、可以跛J。，‘J：杠!设计或f}i天研究人土j熟欠Ii}火速理解，也充分利』}】了微分动态逻辑办浊较曲

11、Ⅶ0形代化推删能力：咒‘^‘mi也减少了对Ji微分动．岱j望辑办法不能验证时tR复建馍的J1．{；fIj。关键词：信，II'}勿理融合系统：微分动态逻4：}}：HybridUMI．：模’弘转换；验证AbstractWiththedevelopmentofembeddedsystems，computernetworkandimprovementofcomputationalabilityoflmrdware．thetbcusofusersisnotconfinedtotheextensionofsystemfunctionsbu

12、trathertothereasonableconfigurationandoptimizationformassives)’stemsources．Meanwhile，CPS(Cyber-PhysicalSystems)whichintegratecomputation。communicationandcontrolhavebeenwidelyusedandbecomethetrendofresearchandapplication．ForCPS‘Ssuccessfulimplementationandrunning，iti

13、sofvitalimportancetoensurethatCPSmeetdesignrequirements．Tothatend，t'ormalverificationmethodsareintroducedandplayanimportantroleinensuringthecorrectnessandreliabilityofCPS．FormalvericationhavebecomethefoCHSofbothacadem)andindustry．However．currentlyavailableformalveri

14、ficationmethodscannotcope、、ithalItheverificationproblernsCPSconfrontandtheCOSttOchooseanotherformalrnethodformodelingandverificationiStoohigh．SomodelingCPSff÷ithacommonlyusedandsimplemodelinglanguageandthentransformingthismodeltOformalmethodoftheoremprovingforverifi

15、cationisconsideredasareasonablemethod．ThispaperproposesadifferentialdynamicIooic(DDLlbasedframe、、orkforCPSmodelingandverificationandillust