CPS: Synergy: Physically-Informed Assertions for CPS Development and Debugging
CPS:协同:CPS 开发和调试的物理信息断言
基本信息
- 批准号:1239498
- 负责人:
- 金额:$ 89.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2013
- 资助国家:美国
- 起止时间:2013-09-01 至 2018-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This project's objective is to enable assertion-driven development and debugging of cyber-physical systems (CPS), in which required conditions are formalized as part of the design. In contrast with traditional uses of assertions in software engineering, CPS demand a tight coupling of the cyber with the physical, including in system validation. This project uses mathematical models of key physical attributes to guide creation of assertions, to identify inconsistent or infeasible assertions, and to localize potential causes for CPS failures. The goal is to produce methods and tools that use physical models to guide assertion-based verification of cyber-physical systems.An assertion language is being developed that is founded in mathematical logic while providing the familiarity of commonly used programming languages. This foundation enables new automated debugging techniques for CPS. By leveraging models that encode laws of physics and an automated decision procedure, the techniques being developed help identify causes of CPS failures by distinguishing inconsistent or infeasible physical states from valid ones. This model-based approach incorporates means to assess these physical states using both probabilistic and non-probabilistic measures.Two safety-critical applications guide the research and demonstrate the impact on the development of CPS: coordinated control of autonomous vehicles and monitoring and control of left-ventricular assist devices (LVADs). The focus on these safety-critical applications are motivational for recruiting and educating engineering students who have high expectations for how their lives should be enabled by computing advances. Further, this research advances methods needed to validate safe and effective CPS, promoting the public's confidence in their application to safety-critical systems.
该项目的目标是实现断言驱动的开发和对网络物理系统(CPS)的调试,其中所需条件是设计的一部分。 与软件工程中断言的传统用途相反,CPS要求网络与物理(包括系统验证)紧密结合。 该项目使用关键物理属性的数学模型来指导断言的创建,以确定不一致或不可行的断言,并定位CPS失败的潜在原因。 目的是生产使用物理模型来指导基于断言的网络物理系统的验证的方法和工具。正在开发一种主张语言,该语言建立在数学逻辑中,同时提供了常用的编程语言的熟悉程度。该基础可为CPS提供新的自动调试技术。 通过利用编码物理定律和自动决策程序的模型,开发的技术有助于通过区分不一致或不可行的物理状态与有效状态来确定CPS失败的原因。 这种基于模型的方法结合了使用概率和非稳定措施评估这些物理状态的方法。两项安全应用程序指导研究并证明了对CPS发展的影响:自动驾驶汽车的协调控制以及监测和控制左腹膜辅助设备(LVADS)。 对这些关键安全应用程序的关注是招募和教育工程专业学生对他们对如何通过计算进步启用生活的期望的动机。此外,这项研究推进了验证安全有效的CP所需的方法,从而促进了公众对安全至关重要系统的应用的信心。
项目成果
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专著数量(0)
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