Safe Domains of Attraction for Discrete-Time Nonlinear Systems: Characterization and Verifiable Neural Network Estimation
Notice bibliographique
Résumé
Analysis of nonlinear autonomous systems typically involves estimating domains of attraction, which has been a topic of extensive research interest for decades. Despite this, accurately estimating domains of attraction for nonlinear systems remains a challenging task, where existing methods are conservative or limited to low-dimensional systems. The estimation becomes even more challenging when accounting for state constraints. In this work, we propose a framework to accurately estimate safe (state-constrained) domains of attraction for discrete-time autonomous nonlinear systems. In establishing this framework, we first derive a new Zubov equation, whose solution corresponds to the exact safe domain of attraction. The solution to the aforementioned Zubov equation is shown to be unique and continuous over the whole state space. We then present a physics-informed approach to approximating the solution of the Zubov equation using neural networks. To obtain certifiable estimates of the domain of attraction from these neural network approximate solutions, we propose a verification framework that can be implemented using standard verification tools (e.g., α,β-CROWN and dReal). To illustrate its effectiveness, we demonstrate our approach through numerical examples concerning nonlinear systems with state constraints.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».