hübriidsüsteeme

Hübriidsüsteemid on süsteemid, kus pideva ajaga kirjeldatava dünaamika ja diskreetsete üleminekute koosmõju määrab kogu käitumise. Iga režiim kirjeldab pidevat dünaamikat, mida sageli kirjeldatakse diferentsiaalvõrrandite või muu pideva aja modelleerimisega. Režiimide vahel toimuvad üleminekud on tingimuslikud ja neid juhib süsteemi seisund või välised sündmused. Üleminek võib kaasneda riistvara või tarkvara signaalide muutumisega ning mõnel juhul sisaldab ka oleku või muutujate taastamist või resette.

Mudelid ja vormid

- Hübriid-automaatide (hybrid automata) vormid ühendavad pideva dünaamika ja üleminekud väravate tingimustega. Iga režiim sisaldab oma pidevat dünaamikat ning üleminekud toovad sisse guard-tingimused ja vajadusel resetid.

- Teised lähenemised hõlmavad lülitus- või vahelduvad süsteeme ning hübriid-Petri tippu ja sündmuspõhiseid modelleerimisi, mis rõhutavad erinevaid aspektide ühendamist pideva ja diskreetse tasandil.

Analüüs ja rakendused

Hübriidsüsteemide analüüs keskendub reachability-le (kas teatud olekud on saavutatavad), stabiilsusele, invariantsusele ja turvalisusele. Olulised on Lyapunovi meetodid ning üleminekute käitumise mõistmine, sealhulgas Zeno käitumise, millal süsteem sooritab lõpmatu arvu üleminekuid lõpmatult väikeses ajas. Formal verification ja model checking on olulised tööriistad, kuid hübriidsüsteemidel on sageli decidability ja skaleeruvusprobleemid.

Rakendused

Hübriidsüsteeme kasutatakse autotööstuses (hübriidajamite ja juhtimissüsteemide jaoks), robotikas, energeetikas ja tööstusprotsesside kontrollis, kus füüsikalised mõju- ja säilitussüsteemid tihedalt suhtlevad digitaalse juhtimisega.

Väljakutsed

Peamised väljakutsed hõlmavad keerukuse haldamist, turvalisust ja usaldusväärsust ning sobivate teooriate ja tööriistade arendamist suurte ja keerukate süsteemide jaoks.