Abstract
The article addresses the semi-formal verification of behavioral specifications for subsystems consisting of physical parts and controllers, complemented by simulation-based integration testing. Since design errors in early phases tend to be particularly expensive, the method is tailored towards applicability in these phases. We verify behavioral specifications with proof-like credibility, or falsify them while providing a violation scenario that is reusable as a test case. The system is represented as a mixed logical dynamical (MLD) system, and specifications are expressed by a temporal logic with affine signal abstractions. The verification problem is converted into an equivalent mixed-integer linear feasibility problem solved using off-the-shelf solvers. An example illustrates the effectiveness of the method.
Zusammenfassung
Der Beitrag stellt eine semi-formale Methode zur Verifikation des spezifizierten Verhaltens an den geschlossenen Regelkreis vor. Der Regelkreis beinhaltet sowohl physische Elemente der Regelstrecke als auch Regler-Elemente. Da Entwurfsfehler in frühen Konzeptphasen besonders teuer sind, bezieht sich das Verfahren auf diese Phase. Die Methode verifiziert spezifiziertes Verhalten mit mathematischer Exaktheit, beziehungsweise falsifiziert sie mit Angabe eines Gegenbeispiels, das als Testfall weiterverwendet wird. Das zu verifizierende System wird als gemischt logisch dynamisches System repräsentiert, während die Spezifikationen in einer um affine Signalabstraktionen erweiterte Temporallogik dargestellt werden. Das Verifikationsproblem wird als gemischt-ganzzahliges Erfüllbarkeitsproblem formuliert und mit handelsüblichen Lösern gelöst. Ein Beispiel zeigt die Wirksamkeit der Methode auf.
About the authors
Siemens AG, Digital Factory Division, Gleiwitzer Str. 555, 90475 Nürnberg, Germany
Chair of Automatic Control Engineering, Technical University of Munich (TUM), Munich, Germany
Acknowledgement
We are grateful for constructive interactions with Thomas Moor, Rolf Findeisen, Martin Neuhäusser, Lars Jordan, Jörg Neidig, and anonymous reviewers.
©2017 Walter de Gruyter Berlin/Boston
