Генерация программ на основе функциональных блоков для промышленных киберфизических систем с использованием эволюционных алгоритмов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат наук Миронович Владимир Анатольевич
- Специальность ВАК РФ05.13.11
- Количество страниц 246
Оглавление диссертации кандидат наук Миронович Владимир Анатольевич
Contents
Реферат
Synopsis
Introduction
Chapter 1 Background
1.1 Industrial Control systems
1.1.1 Industry
1.1.2 Industrial Cyber-physical Systems
1.1.3 Function Blocks: IEC 61131-3 and IEC
1.2 Model Checking
1.2.1 Basics
1.2.2 Liveness and Safety
1.2.3 Open-Loop and Closed-Loop Verification
1.3 Evolutionary Computation
1.3.1 Methods
1.3.2 Populations
1.3.3 Crossover
1.3.4 Population Diversity
1.3.5 Adaptation of Parameters
1.3.6 Restarts
1.3.7 Applications in Search-Based Software Engineering
1.3.8 Algorithms Used in This Thesis
1.4 Summary of Chapter
Chapter 2 Connection Generation Problem
2.1 Problem Statement
6
2.1.1 Inter-device Generation of Connections
2.1.2 Intra-device Generation of Connections
2.2 Proposed Approach
2.2.1 Fitness Function
2.2.2 Individual Representation
2.2.3 Evolutionary Algorithms
2.3 Typical Problem Characteristics
2.4 Systems Used for Experimental Evaluations
2.4.1 Joystick Manipulator
2.4.2 Elevator Model
2.4.3 Pick-and-place manipulator
2.5 Summary of Chapter
Chapter 3 Fitness Function Design
3.1 General Considerations
3.1.1 Liveness and Safety
3.1.2 “Simplified” Requirements
3.1.3 Preliminary Experiments
3.2 Fitness Function for the Considered Models
3.2.1 Fitness for the Joystick Model
3.2.2 Fitness for the Elevator Model
3.2.3 Fitness for the Pick-and-Place Manipulator Model
3.3 Summary of Chapter
Chapter 4 Evolutionary Algorithms for Connection Generation
4.1 Individual Representaion
4.1.1 Vector-based Individual Encoding
4.1.2 Vector-based Mutation Operators
4.1.3 Permutation-based Individual Encoding
4.1.4 Permutation-based Mutation Operators
7
4.1.5 Experiments for the Permutation-based Representaion
4.2 Population Diversity
4.2.1 Fitness Landscape Analysis
4.2.2 Diversity Preservation Selection Operator
4.3 Algorithms for the Connection Generation Problem
4.3.1 Algorithms for the Inter-device Connection Genera-
tion Problem
4.3.2 Algorithms for the Intra-device Connection Genera-
tion Problem
4.4 Experiments: Basic Statistics
4.4.1 Joystick Model
4.4.2 Elevator, 9 variables
4.4.3 Elevator, 12 variables
4.4.4 Elevator, 15 variables
4.4.5 Pick-and-Place Manipulator
4.5 Introducing Restarts
4.6 Parameter Adaptation and Hyper-Heuristics
4.7 Summary of Chapter
Conclusion
References
List of Figures
List of Tables
Appendix A Copies of Author’s Publications
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», 05.13.11 шифр ВАК
Применение машинного обучения на основе типа личности пользователя для задач профилирования пользователей социальных сетей и рекомендации контента2023 год, кандидат наук Ян Ци
Повышение устойчивости математических моделей в состязательных сценариях с использованием подходов обобщения2023 год, кандидат наук Рашид Бадер
Разработка и оптимизация термоэлектрических генераторов и их интеграция с фотоэлектрической панелью для применения в отдаленных районах Республики Ирак2023 год, кандидат наук Касим Мухаммед Абдулхалик Касим
Модели обучения в экономических экспериментах2022 год, кандидат наук Чернов Григорий Витальевич
Алгоритмы для сетевых приложений и их теоретический анализ2022 год, доктор наук Николенко Сергей Игоревич
Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Миронович Владимир Анатольевич
Заключение
Мы представили метод автоматической генерации программ из
функциональных блоков использующий эволюционные алгоритмы и
проверку моделей. В данной работе мы рассмотрели оценили возмож-
ность использовать функцию приспособленности основанную на числе
выполненных запросов верификатора UPPAAL.
Используемая функция приспособленности верно определяет необ-
ходимые связи данных в приложении, и позволяет использовать эво-
люционные алгоритмы (на примере алгоритма (1+1)). В дальнейшем,
данный подход можно расширить на генерацию связей событий, и при-
ложений в целом, а также использовать другие средства верификации
и автоматические переводчики приложений IEC 61499 в модели для
верификаторов.
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Миронович Владимир Анатольевич, 2020 год
Литература
[1] International Standard IEC 61131-3: Programmable controllers –
Part 3: Programming languages, 2nd ed. // International
Electrotechnical Commission, Geneva, 2003.
[2] International Standard IEC 61499-1: Function Blocks – Part 1:
Architecture, 2nd ed. // International Electrotechnical Commission,
Geneva, 2012.
[3] T. Bäck. Evolutionary Algorithms in Theory and Practice: Evolution
Strategies, Evolutionary Programming, Genetic Algorithms. // Oxford
University Press, Oxford, UK, 1996.
[4] G. Behrmann, A. David, K. G. Larsen, J. Hakansson, P. Petterson,
W. Yi, and M. Hendriks. Uppaal 4.0. // Third International Conference
on the Quantitative Evaluation of Systems - (QEST’06), pages 125–126,
Sept 2006.
[5] J. E. Hopcroft, R. Motwani, and J. D. Ullman. Introduction to
Automata Theory, Languages, and Computation (3rd Edition). //
Addison Wesley, 3 edition, July 2006.
[6] Ю.А. Скобцов. Основы эволюционных вычислений. // ДонНТУ,
Донецк, 2008.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.