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Interval propagation

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1746: 1323: 1331: 22: 1317: 1122: 927: 1407:
For more complex constraints, a decomposition into atomic constraints (i.e., constraints for which an atomic contractor exists) should be performed. Consider for instance the constraint
1394: 246: 1458: 2284: 2232: 2186: 1730:, the procedure always converges to intervals which enclose all feasible values for the variables. A formalization of the interval propagation can be made thanks to the 1338:
For other constraints, a specific algorithm for implementing the atomic contractor should be written. An illustration is the atomic contractor associated to the equation
2647: 2105: 681: 627: 570: 471: 372: 2590: 2489: 2435: 2051: 1953: 1899: 1534: 729: 1716: 1669: 1622: 1572: 2536: 2381: 2334: 2000: 1845: 1798: 2140: 1493: 1726:
The principle of the interval propagation is to call all available atomic contractors until no more contraction could be observed. As a result of the
1130: 935: 740: 90: 62: 32: 179:
if it is not built as a composition of other contractors. The main theory that is used to build atomic contractors are based on
127:
without removing any value that is consistent with a set of constraints (i.e., equations or inequalities). It can be used to
69: 2725: 1734:. Interval propagation converges quickly to the result and can deal with problems involving several hundred of variables. 2735: 76: 58: 47: 1745: 2730: 1344: 195: 1413: 128: 2240: 2194: 2148: 83: 136: 2598: 2059: 635: 581: 479: 380: 281: 2544: 2443: 2389: 2008: 1907: 1853: 1727: 1501: 689: 43: 112: 1677: 1630: 1583: 1542: 2497: 2342: 2295: 1961: 1806: 1759: 2116: 1469: 8: 1731: 180: 2701: 172:'s) without removing any value for the variables that is consistent with the equation. 163:
is an operator which contracts the intervals ,..., (that are supposed to enclose the
1577:
The interval domains that should be associated to the new intermediate variables are
39: 2666: 132: 2719: 2674:. In Proceedings of the 41st IEEE Conference on Decision and Control (CDC). 2703:
Localization of an underwater robot using interval constraints propagation
123:
is the problem of contracting interval domains associated to variables of
1749:
Figure 3: File:Electronic circuit to illustrate the interval propagation
1312:{\displaystyle x_{2}=x_{3}-x_{1}\Rightarrow x_{2}\in \cap (-)=\cap =.} 1117:{\displaystyle x_{1}=x_{3}-x_{2}\Rightarrow x_{1}\in \cap (-)=\cap =.} 922:{\displaystyle x_{3}=x_{1}+x_{2}\Rightarrow x_{3}\in \cap (+)=\cap =.} 1322: 1330: 21: 2668:
Interval methods for nonlinear identification and robust control
275:
The associated contractor is given by the following statements
147:
A contractor associated to an equation involving the variables
135:. Interval propagation considers an estimation problem as a 1753:
Assume that from different measurements, we know that
2601: 2547: 2500: 2446: 2392: 2345: 2298: 2243: 2197: 2151: 2119: 2062: 2011: 1964: 1910: 1856: 1809: 1762: 1680: 1633: 1586: 1545: 1504: 1472: 1416: 1347: 1133: 938: 743: 692: 638: 584: 482: 383: 284: 198: 2664: 2641: 2584: 2530: 2483: 2429: 2375: 2328: 2289:After performing the interval propagation, we get 2278: 2226: 2180: 2134: 2110:From the circuit, we have the following equations 2099: 2045: 1994: 1947: 1893: 1839: 1792: 1710: 1663: 1616: 1566: 1528: 1487: 1452: 1388: 1311: 1116: 921: 723: 675: 621: 564: 465: 366: 240: 2717: 734:the contractor performs the following calculus 1742:Consider the electronic circuit of Figure 3. 48:introducing citations to additional sources 2665:Jaulin, L.; Braems, I.; Walter, E. (2002). 1744: 1329: 1321: 38:Relevant discussion may be found on the 2718: 2699: 2684: 189:. Consider for instance the equation 142: 15: 251:which involves the three variables 133:errors are represented by intervals 13: 2630: 2621: 2576: 2567: 2088: 2082: 2037: 2031: 1693: 1605: 1599: 1389:{\displaystyle x_{2}=\sin(x_{1}),} 1326:Figure 1: boxes before contraction 1282: 1258: 1234: 1219: 1192: 1087: 1063: 1039: 1024: 997: 886: 871: 844: 823: 805: 715: 658: 604: 241:{\displaystyle x_{1}+x_{2}=x_{3},} 14: 2747: 1453:{\displaystyle x+\sin(xy)\leq 0,} 1334:Figure 2: boxes after contraction 1402: 1399:is provided by Figures 1 and 2. 31:relies largely or entirely on a 20: 121:interval constraint propagation 2693: 2678: 2658: 2633: 2615: 2579: 2561: 2525: 2507: 2478: 2460: 2424: 2406: 2370: 2352: 2323: 2305: 2279:{\displaystyle E=U_{1}+U_{2}.} 2091: 2076: 2040: 2025: 1989: 1971: 1942: 1924: 1888: 1870: 1834: 1816: 1787: 1769: 1721: 1702: 1687: 1655: 1640: 1608: 1593: 1523: 1517: 1438: 1429: 1380: 1367: 1303: 1291: 1285: 1273: 1267: 1252: 1246: 1243: 1228: 1222: 1210: 1207: 1201: 1186: 1170: 1108: 1096: 1090: 1078: 1072: 1057: 1051: 1048: 1033: 1027: 1015: 1012: 1006: 991: 975: 913: 901: 895: 880: 874: 862: 856: 853: 838: 832: 817: 814: 808: 796: 780: 718: 706: 667: 652: 613: 598: 559: 556: 543: 537: 524: 521: 515: 502: 496: 483: 460: 457: 444: 438: 425: 422: 416: 403: 397: 384: 361: 358: 345: 339: 326: 323: 317: 304: 298: 285: 1: 2652: 2709:. In Proceedings of CP 2006. 2227:{\displaystyle U_{2}=R_{2}I} 2181:{\displaystyle U_{1}=R_{1}I} 7: 2726:Algebra of random variables 2689:. Future Computing Systems. 175:A contractor is said to be 10: 2752: 2736:Statistical approximations 2642:{\displaystyle R_{2}\in .} 2100:{\displaystyle R_{2}\in .} 1737: 676:{\displaystyle x_{2}\in ,} 622:{\displaystyle x_{1}\in ,} 565:{\displaystyle :=\cap (-)} 466:{\displaystyle :=\cap (-)} 367:{\displaystyle :=\cap (+)} 2585:{\displaystyle R_{1}\in } 2484:{\displaystyle U_{2}\in } 2430:{\displaystyle U_{1}\in } 2046:{\displaystyle R_{1}\in } 1948:{\displaystyle U_{2}\in } 1894:{\displaystyle U_{1}\in } 1529:{\displaystyle b=\sin(a)} 1463:could be decomposed into 724:{\displaystyle x_{3}\in } 137:constraint satisfaction 131:in the situation where 129:propagate uncertainties 2643: 2586: 2532: 2485: 2431: 2377: 2330: 2280: 2228: 2182: 2136: 2101: 2047: 1996: 1949: 1895: 1841: 1794: 1750: 1728:Knaster-Tarski theorem 1712: 1711:{\displaystyle c\in .} 1665: 1664:{\displaystyle b\in ,} 1618: 1617:{\displaystyle a\in ,} 1568: 1567:{\displaystyle c=x+b.} 1530: 1489: 1454: 1390: 1335: 1327: 1313: 1118: 923: 725: 677: 623: 566: 467: 368: 242: 59:"Interval propagation" 2685:Cleary, J.L. (1987). 2644: 2587: 2533: 2531:{\displaystyle P\in } 2486: 2432: 2378: 2376:{\displaystyle I\in } 2331: 2329:{\displaystyle E\in } 2281: 2229: 2183: 2137: 2102: 2048: 1997: 1995:{\displaystyle P\in } 1950: 1896: 1842: 1840:{\displaystyle I\in } 1795: 1793:{\displaystyle E\in } 1748: 1713: 1666: 1619: 1569: 1531: 1490: 1455: 1391: 1333: 1325: 1314: 1119: 924: 726: 678: 624: 567: 468: 369: 243: 113:numerical mathematics 2599: 2545: 2498: 2444: 2390: 2343: 2296: 2241: 2195: 2149: 2135:{\displaystyle P=EI} 2117: 2060: 2009: 1962: 1908: 1854: 1807: 1760: 1678: 1631: 1584: 1543: 1502: 1488:{\displaystyle a=xy} 1470: 1414: 1345: 1131: 936: 741: 690: 636: 582: 480: 381: 282: 196: 117:interval propagation 44:improve this article 2700:Jaulin, L. (2006). 2731:Numerical analysis 2687:Logical arithmetic 2639: 2582: 2528: 2481: 2427: 2373: 2326: 2276: 2224: 2178: 2132: 2097: 2043: 1992: 1945: 1891: 1837: 1790: 1751: 1732:contractor algebra 1708: 1661: 1614: 1564: 1526: 1485: 1450: 1386: 1336: 1328: 1309: 1114: 919: 721: 673: 619: 575:For instance, if 562: 463: 364: 238: 143:Atomic contractors 181:interval analysis 109: 108: 94: 2743: 2711: 2710: 2708: 2697: 2691: 2690: 2682: 2676: 2675: 2673: 2662: 2648: 2646: 2645: 2640: 2611: 2610: 2591: 2589: 2588: 2583: 2557: 2556: 2537: 2535: 2534: 2529: 2490: 2488: 2487: 2482: 2456: 2455: 2436: 2434: 2433: 2428: 2402: 2401: 2382: 2380: 2379: 2374: 2335: 2333: 2332: 2327: 2285: 2283: 2282: 2277: 2272: 2271: 2259: 2258: 2233: 2231: 2230: 2225: 2220: 2219: 2207: 2206: 2187: 2185: 2184: 2179: 2174: 2173: 2161: 2160: 2141: 2139: 2138: 2133: 2106: 2104: 2103: 2098: 2072: 2071: 2052: 2050: 2049: 2044: 2021: 2020: 2001: 1999: 1998: 1993: 1954: 1952: 1951: 1946: 1920: 1919: 1900: 1898: 1897: 1892: 1866: 1865: 1846: 1844: 1843: 1838: 1799: 1797: 1796: 1791: 1717: 1715: 1714: 1709: 1670: 1668: 1667: 1662: 1623: 1621: 1620: 1615: 1573: 1571: 1570: 1565: 1535: 1533: 1532: 1527: 1494: 1492: 1491: 1486: 1459: 1457: 1456: 1451: 1395: 1393: 1392: 1387: 1379: 1378: 1357: 1356: 1318: 1316: 1315: 1310: 1182: 1181: 1169: 1168: 1156: 1155: 1143: 1142: 1123: 1121: 1120: 1115: 987: 986: 974: 973: 961: 960: 948: 947: 928: 926: 925: 920: 792: 791: 779: 778: 766: 765: 753: 752: 730: 728: 727: 722: 702: 701: 682: 680: 679: 674: 648: 647: 628: 626: 625: 620: 594: 593: 571: 569: 568: 563: 555: 554: 536: 535: 514: 513: 495: 494: 472: 470: 469: 464: 456: 455: 437: 436: 415: 414: 396: 395: 373: 371: 370: 365: 357: 356: 338: 337: 316: 315: 297: 296: 247: 245: 244: 239: 234: 233: 221: 220: 208: 207: 104: 101: 95: 93: 52: 24: 16: 2751: 2750: 2746: 2745: 2744: 2742: 2741: 2740: 2716: 2715: 2714: 2706: 2698: 2694: 2683: 2679: 2671: 2663: 2659: 2655: 2606: 2602: 2600: 2597: 2596: 2552: 2548: 2546: 2543: 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