一种针对安全可达动态系统的形式化学习方法

来源：计算机应用研究杂志2023年第8期北京时间：

作者：鲁腾飞,娄攀登,王胜朴,丁觅,林望,

单位：1.浙江理工大学计算机科学与技术学院,杭州310018；2.浙江唐彩智能信息科技有限公司,杭州311121；

摘要：在动态系统建模问题中，深度学习为建模提供了更便捷和灵活的方法，但其难以解释的特点降低了模型的可靠性。针对具有安全性和可达性的动态系统，提出了一种形式化模型学习方法，将安全性和可达性引入到对目标系统的学习过程中，使模型满足这两个性质。为保证所学系统在定义域上严格满足这两个性质，该方法基于现代控制理论中的Lyapunov方法和Barrier函数设计了可验证的Lyapunov Barrier函数（LBF），通过将其与动态系统联合学习，使得LBF能够为所学系统提供安全性和可达性保障。最后通过求解混合整数线性规划问题验证了模型确实满足相关性质，与DDPG的对比实验展示了这一方法的有效性。

关键词：形式化方法,动态系统学习,安全性,可达性,

基金资助：国家自然科学基金资助项目(62272416)；；