信息物理融合系统（cps）原理PDF电子书下载

第1章 简介 1

1.1什么是信息物理融合系统 1

1.2信息物理融合系统的主要特征 1

1.3研究主题概述 3

1.4课程组织指南 5

第2章 同步模型 8

2.1反应式构件 8

2.1.1变量、值和表达式 8

2.1.2输入、输出和状态 9

2.1.3初始化 9

2.1.4更新 10

2.1.5执行 11

2.1.6扩展状态机 12

2.2构件属性 13

2.2.1有限状态构件 13

2.2.2复合构件 14

2.2.3事件触发构件 14

2.2.4非确定性构件 16

2.2.5输入使能构件 17

2.2.6任务图和等待依赖关系 18

2.3构件构成 22

2.3.1方框图 22

2.3.2输入/输出变量重命名 23

2.3.3并行组合 23

2.3.4输出隐藏 29

2.4同步设计 30

2.4.1同步电路 30

2.4.2巡航控制系统 33

2.4.3同步网络 36

参考文献说明 38

第3章 安全性需求 40

3.1安全性规约 40

3.1.1迁移系统的不变量 40

3.1.2需求在系统设计中的作用 43

3.1.3安全监控器 46

3.2验证不变量 48

3.2.1证明不变量 48

3.2.2不变量的自动验证 52

3.2.3基于模拟的分析 54

3.3枚举搜索 55

3.4符号搜索 60

3.4.1符号迁移系统 60

3.4.2符号广度优先搜索 63

3.4.3约简有序二叉判定图 67

参考文献说明 75

第4章 异步模型 77

4.1异步进程 77

4.1.1状态、输入和输出 77

4.1.2输入、输出和内部动作 78

4.1.3执行 80

4.1.4扩展的状态机 82

4.1.5进程操作 83

4.1.6安全性需求 87

4.2异步设计原语 88

4.2.1阻塞同步与非阻塞同步 88

4.2.2死锁 88

4.2.3共享存储器 90

4.2.4公平性假设 95

4.3异步协调协议 100

4.3.1领导选举 100

4.3.2可靠传输 103

4.3.3等待无关共识 105

参考文献说明 110

第5章 活性需求 111

5.1时序逻辑 111

5.1.1线性时序逻辑 111

5.1.2 LTL规约 116

5.1.3异步进程的LTL规约 118

5.1.4超越LTL 121

5.2模型检查 122

5.2.1 Buchi自动机 123

5.2.2从LTL到Buchi自动机 126

5.2.3嵌套深度优先搜索 130

5.2.4符号重复性检查 132

5.3活性证明 136

5.3.1 eventuality属性 136

5.3.2条件response属性 137

参考文献说明 140

第6章 动态系统 142

6.1连续时间模型 142

6.1.1连续变化的输入和输出 142

6.1.2扰动模型 148

6.1.3构件构成 148

6.1.4稳定性 149

6.2线性系统 151

6.2.1线性度 152

6.2.2线性微分方程的解 154

6.2.3稳定性 159

6.3控制器设计 161

6.3.1开环控制器与反馈控制器 162

6.3.2稳定化控制器 162

6.3.3 PID控制器 165

6.4分析技术 170

6.4.1数值模拟 170

6.4.2栅栏函数 172

参考文献说明 176

第7章 时间模型 177

7.1时间进程 177

7.1.1基于时间的电灯开关 177

7.1.2有界延迟的缓冲器 178

7.1.3多个时钟 179

7.1.4形式化模型 180

7.1.5时间进程组合 182

7.1.6不完全时钟的建模 184

7.2基于时间的协议 184

7.2.1基于时间的分布式协调 184

7.2.2音频控制协议 186

7.2.3双腔植入式心脏起搏器 190

7.3时间自动机 194

7.3.1时间自动机的模型 194

7.3.2区域等价 195

7.3.3基于矩阵表示的符号分析 201

参考文献说明 207

第8章 实时调度 208

8.1调度概念 208

8.1.1调度器架构 208

8.1.2周期作业模型 209

8.1.3可调度性 211

8.1.4其他的作业模型 215

8.2 EDF调度 216

8.2.1周期作业模型的EDF 217

8.2.2 EDF的最优性 219

8.2.3基于利用率的可调度性测试 220

8.3固定优先级调度 223

8.3.1单调截止期策略和单调速率策略 223

8.3.2单调截止期策略的最优性 225

8.3.3单调速率策略的可调度性测试 229

参考文献说明 234

第9章 混成系统 235

9.1混成动态模型 235

9.1.1混成进程 235

9.1.2进程组合 239

9.1.3奇诺行为 241

9.1.4稳定性 243

9.2混成系统设计 244

9.2.1自动驾驶车辆 244

9.2.2多机器人协调的障碍规避 246

9.2.3多跳控制网络 251

9.3线性混成自动机 256

9.3.1追赶游戏例子 256

9.3.2形式化模型 258

9.3.3符号可达性分析 260

参考文献说明 266

参考文献 267

索引 274