hübriidsüsteemidel

Hübriidsüsteemid on süsteemid, mille käitumist kirjeldatakse nii pideva dünaamika kui ka diskreetsete üleminekute kaudu. Selline kombinatsioon võimaldab samal ajal jälgida pidevat muutust ja teha järske üleastumisi režiimide vahel. Hübriidsüsteemide uurimine ühendab mehhaanika, kontrolliteooria ja matemaatilise modelleerimise ning keskendub nii pideva kui ka diskreetse dünaamika mõistmisele.

Iga režiim kirjeldab oma pidevat dünaamikat, mis võib olla näiteks ẋ = f_q(x). Režiimidevahelised üleminekud toimuvad teatud tingimuste täitumisel (valvurid ehk guard conditions); üleminekute korral võivad muutujad osaliselt või täielikult reset’ida ehk taastada. Sarnaselt võivad sündmused käivitada muudatusi süsteemi parameetrites või olekus.

Raamistikud hõlmavad hübriidautomaatikat ja laiemalt hübriiddünaamilisi süsteeme. Hübriidautomaat koosneb režiimidest, üleminekutingimustest ja vajadusel taastamiskäitumisest (reset). Mõned mudelid on piecewise-affine või muud tüüpi segamudlid, mis ühendavad lineaarseid ja mittelineaare dünaamikaid. Hübriidsüsteemide teooria püüab pakkuda meetodeid modelleerimiseks, simulatsiooniks ning verifikatsiooniks, et kontrollida, kas soovitud omadused säilitatakse kõigi režiimide vahel.

Rakendused on laialdased: transpordis kasutatakse hübriidautosid, mis ühendavad sisepõlemismootori ja elektrimootori; energiasüsteemides integreeritakse taastuvenergia, salvestus ja juhtimissüsteemid; robootikas ja tööstuslikus automatiseerimises on kasutusel mitmesugused režiimmektorit ning sündmuspõhine kontroll. Tehnilised väljakutsed hõlmavad verifikatsiooni, turvalisust, suuremahulist simulatsiooni ja skaleeritavuse tagamist.