State-space solution to a minimum-entropy $\mathcal{H}_\infty$-optimal control problem with a nested information constraint
本文提出状态空间解法,解决具有嵌套信息约束的最小熵H∞最优控制问题,推导控制器公式,讨论观察者结构,并提供求解耦合Riccati方程的数值方法。
2014-09-17 cs.SY eess.SY math.OC
Inversion-Based Output Tracking and Unknown Input Reconstruction of Square Discrete-Time Linear Systems
Concordia University(康科迪亚大学)
本文提出了一种用于最小相位和非最小相位系统输出跟踪控制的框架,通过设计未知输入观测器重构最小相位状态,并利用FIR滤波器实现非最小相位状态重构,从而提高控制精度。
2017-01-23 cs.SY eess.SY
Structural Minimum Controllability Problem for Linear Continuous-Time Switching Systems
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
本文研究了线性连续时间切换系统中最小可控性结构设计问题,提出了一种结合图论和代数性质的必要充分条件,以高效确定最小可控状态变量数,并讨论了切换信号性质及计算复杂性。
2016-06-10 cs.SY eess.SY math.OC
A Minimum-propellant Pontryagin-based Nonlinear MPC for Spacecraft Rendezvous in Lunar Orbit: the Extended Version
针对非开普勒月球轨道航天器交会,提出基于庞特里亚金最小值原理的非线性模型预测控制方法,通过设计bang-bang控制器实现最小推进剂机动,并利用简化动力学降低算法复杂度,仿真验证了其有效性。
2023-09-11 cs.SY eess.SY math.OC
Minimum Time Learning Model Predictive Control
本文提出了一种用于线性和非线性时间最优控制问题的学习模型预测控制(LMPC)策略。我们的工作建立在现有的LMPC方法,它保证有限时间收敛性能的闭环系统。我们展示了如何使用闭环数据构造时变安全集和终端代价函数。由此产生的LMPC政策是时变的,它保证递归约束满足和非递减性能。通过对安全集和终端代价函数进行凸化,提高了计算效率。我们证明了,对于一类非线性系统和凸约束,凸LMPC公式保证递归约束满足和非减性能。最后,我们说明了所提出的策略的有效性最短时间避障和赛车的例子。
2020-10-04 cs.SY eess.SY math.OC
On the Minimum Attention and the Anytime Attention Control Problems for Linear Systems: A Linear Programming Approach
Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
针对计算/通信资源受限的控制应用,提出基于无穷范数扩展控制李雅普诺夫函数的最小注意控制和随时注意控制,将问题转化为在线线性规划。
2011-09-10 cs.SY eess.SY math.OC
Minimum-Energy Control for Stochastic Linear Systems
Robert Bosch Centre for Cyber-Physical Systems, Indian Institute of Science(印度科学学院罗伯特博世网络物理系统中心)
本文针对随机线性时不变系统的开环最小能量控制问题,将其转化为二次约束二次规划问题,得到最优解并证明其可推广至确定性MEC,同时确定最优控制能量存在无法突破的下界。
2026-10-12 cs.SY eess.SY math.OC
Saturation-aware robust optimal operation control of microgrids based on minimum-regret optimization
University of Kassel(卡塞尔大学);TU Berlin(柏林工业大学)
针对高可再生能源渗透率微电网,提出一种结合下垂控制与能量管理系统的分层鲁棒模型预测控制方法,通过最小遗憾优化实现多场景下的最优运行。
2026-05-29 cs.SY eess.SY math.OC
Learning Minimum-Energy Controls from Heterogeneous Data
University of Padova(帕多瓦大学);University of California at Riverside(加州大学河滨分校)
本文研究了线性系的最小能量控制问题。具体来说,我们考虑的数据集包括输入,初始和最终状态测量收集使用不同的时间范围和任意初始条件的实验。在这种情况下,我们首先建立了一个通用的表示输入和采样状态轨迹的系统的基础上可用的数据。然后,我们利用这种基于数据的表示,以获得封闭形式的数据驱动的表达式的最小能量控制范围广泛的控制视野。此外,我们的特点所需的最小数量的数据来重建的最小能量输入,并讨论我们的表达式的数值特性。最后,我们调查我们的数据驱动的公式上的噪声的影响,并在已知的二阶统计量顺序统计量的噪声的情况下,我们提供了正确的表达式,渐近收敛到真正的最优控制输入。
2020-06-18 cs.LG cs.SY eess.SY
Minimum Variance and Covariance Steering Based on Affine Disturbance Feedback Control Parameterization
本文的目标是解决离散时间随机(高斯)线性系的有限时域最小方差和协方差操纵问题。一方面,最小方差问题寻求一种控制策略,使不确定性系统的状态均值达到一个预定的量,同时使其终态协方差(或方差)的迹最小。另一方面,协方差引导问题寻求将终态的协方差引导到规定的正定矩阵的控制策略。我们提出了一种解决方案,依赖于随机版本的仿射干扰反馈控制参数化,根据该控制输入在每个阶段可以表示为一个仿射函数的历史上的干扰,作用于系统。我们的分析表明,这种特殊的参数化允许一个减少随机最优控制问题,本文考虑到易于处理的凸规划基本上相同的决策变量。这与其他控制策略参数化,如状态反馈参数化,其中的凸规划的决策变量不符合随机最优控制问题的控制器的参数。此外,我们提出了一个变化的控制参数化依赖于截断历史的过去的干扰。我们表明,通过适当地选择截断序列的长度,我们可以设计次优控制器,可以达到所需的性能和计算成本之间的平衡。
2020-11-10 cs.SY eess.SY math.OC
State distributions and minimum relative entropy noise sequences in uncertain stochastic systems: the discrete time case
School of Engineering and Information Technology, University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy(新南威尔士大学澳大利亚国防军学院工程与信息技术学院)
本文针对离散时间随机系统,通过条件相对熵量化噪声不确定性,研究耗散性理论、鲁棒性能分析以及最小化驱动系统所需相对熵供应的Schrödinger桥问题,并给出线性高斯情形的闭式解与可计算鲁棒性指标。
2012-08-19 cs.IT cs.SY eess.SY
A Unified Filter for Simultaneous Input and State Estimation of Linear Discrete-time Stochastic Systems
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出了一种统一的最优且指数稳定的滤波器,用于同时估计线性离散时间随机系统的状态和未知输入,无需假设直接馈通矩阵,并讨论了输入和状态可观测性/可检测性条件及其与估计器收敛性和稳定性的关系。
2014-06-16 cs.SY eess.SY math.DS
Control Laguerre Tessellation: Semi-discrete Optimal Transport Over Control Systems
Department of Aerospace Engineering, Iowa State University(航空航天工程系,爱荷华州立大学)
研究最优控制智能体从紧支绝对连续源到离散目标测度的最优传输,当地础成本满足扭转条件时,最优传输映射由状态空间的拉盖尔镶嵌给出,推广出控制拉盖尔镶嵌并通过两种基础成本进行说明。
2026-10-01 cs.LG cs.MA cs.SY
Event triggering control for dynamical systems with designable minimum inter-event time
本文提出了一类动态控制系统的事件触发规则,该规则保证正的最小事件间隔时间(MIET)。本文首先针对一般非线性系统提出了一种基于事件的函数设计方法,并将其应用于一般线性系统。与现有的静态和动态触发机制相比,该触发规则具有全局事件分离的鲁棒性,易于在实际数字平台上实现。也就是说,它示出的最小事件间时间可以灵活地适应各种硬件限制。最后,通过数值模拟验证了理论结果.
2020-01-31 cs.SY eess.SY
A Minimum Energy Filter for Localisation of an Unmanned Aerial Vehicle
Australian National University(澳大利亚国立大学);Defence Science and Technology Group(国防科学与技术集团)
无人机的精确定位对于下一代自动化任务至关重要。提出了一种基于扩展特殊欧氏群的速度辅助姿态估计的最小能量滤波器。所采取的方法利用李群对称性的问题相结合的惯性测量单元(IMU)传感器输出与地标测量到一个强大的和高性能的状态估计。我们提出了一种异步离散时间实现融合高带宽IMU与低带宽离散时间地标测量典型的现实世界的场景。通过仿真验证了该滤波器的性能。
2020-09-10 cs.RO cs.SY eess.SY
Simplified Analysis on Filtering Sensitivity Trade-offs in Continuous- and Discrete-Time Systems
Bode型滤波灵敏度权衡积分进行了简化的分析,它捕获的估计和估计误差相对于过程输入和估计信号在连续和离散时间线性时不变滤波系统的灵敏度特性。与以往基于复变函数和柯西留数定理的分析方法相比,简化方法的分析结果更明确、更透彻,且所需的假设条件更少。对于连续时间滤波系统,我们的简化分析表明,除了非最小相位零点集在以前的文献中报道,滤波灵敏度积分的值和有界性也决定于主导系数,相对度,最小相位零点,和极点的植物和过滤器。运用简化方法,首次对离散滤波灵敏度积分进行了全面的分析。数值算例验证了简化分析的有效性和正确性。
2022-04-08 cs.SY eess.SY
Time-minimum control of quantum purity for 2-level Lindblad equations
本文研究了由利金方程描述的量子二能级耗散系统在最短时间内的最优控制问题,通过将动力学分解为内部和外部酉轨道,分析了在布洛赫球上的双线性控制系统。核心方法是寻找在最短时间内从完全混合态到最大纯度态的轨迹,通过数值方法解决边界值问题,并讨论了无界和有界控制输入下的最优控制策略。
2019-04-20 cs.SY eess.SY math-ph
Soft-Minimum Barrier Functions for Safety-Critical Control Subject to Actuation Constraints
本文提出一种基于软最小障碍函数的新控制方法,通过实时优化求解满足执行器约束的控制信号,保证系统安全集合的子集前向不变,并在倒立摆和双积分机器人上验证了有效性。
2023-08-30 cs.SY eess.SY
On the Isospectral Nature of Minimum-Shear Covariance Control
University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校)
研究通过最小化动力学的条件数来减少剪切,发现该过程具有等谱性质,并继承自Lax等谱流的非线性控制动力学。
2026-04-08 cs.SY eess.SY
Minimum energy control for complex networks
Linköping University(林雪平大学)
本文研究复杂网络的最小能量控制问题,提出基于节点出度与入度比的控制策略,降低控制成本。
2016-12-09 cs.SI cs.SY eess.SY
Charge-Balanced Minimum-Power Controls for Spiking Neuron Oscillators
Washington University, St. Louis(华盛顿大学)
针对尖峰神经元振荡器的相位模型,利用最大值原理设计满足电荷平衡约束的最小功率电流刺激,以实现神经元在期望时刻产生尖峰,并应用于数学理想和实验观测的相位模型。
2011-09-17 cs.SY eess.SY math.DS
Soft-Minimum and Soft-Maximum Barrier Functions for Safety with Actuation Constraints
针对带执行器约束的系统安全控制问题,提出基于软最小及组合软最大/软最小屏障函数的两种控制方法,证明其可行性与安全不变性,并通过仿真验证效果。
2024-07-26 cs.SY eess.SY
On the search for expanded grid control capabilities: Discrete control on emerging power technologies
这封信提出了新兴电力技术(EPT)的功率输出的离散变化,以控制振荡和频率偏移。对于前者,提出了一个新的观点,将振荡与系统平衡点的瞬态偏移联系起来。这是变革性的,因为离散控制可以首次应用于多模态系统,而无需任何模型聚合。对于后者,提供了新的见解方面的离散行动的性质。应用2总线,9总线和39总线测试系统。通过所提出的方案,EPT可以启用控制,识别其特性,同时扩展电网动态能力,增加新的有效的控制器。
2022-10-01 cs.SY eess.SY
Minimum Attention Control (MAC) in a Receding Horizon Framework with Applications
针对控制输入变化最小化的需求,本文在滚动时域框架下结合零范数约束与阶段代价,提出具有解析内层解的交替最小化MAMPC算法,经两类动态系统验证,可实现稀疏控制动作,且与标准MPC相比存在跟踪误差的权衡。
2025-07-30 cs.SY eess.SY
When are safety filters safe? On minimum phase conditions of control barrier functions
本文研究了控制障碍函数(CBF)安全滤波器可能导致系统内部状态发散的问题,受输入-输出线性化启发,提出并验证了一组新的CBF最小相位条件以确保完整系统状态有界。
2025-08-11 cs.SY eess.SY
Tractable Compositions of Discrete-Time Control Barrier Functions with Application to Lane Keeping and Obstacle Avoidance
本文引入离散时间系统的控制障碍函数,证明了它对于给定集合的受控不变性是必要的和充分的。此外,我们提出了非线性离散时间控制障碍函数的部分控制仿射系统,导致控制的不变性条件是仿射的控制输入,导致一个易于处理的配方,使我们能够处理的安全最优控制问题的应用范围更广,更复杂的安全条件比现有的方法。此外,我们开发的混合整数配方的基本和次要的布尔组成的多个控制障碍函数,并进一步提供混合整数约束分段控制障碍函数。最后,我们将这些离散时间控制障碍函数工具应用于汽车的车道保持和避障等安全问题,并在仿真中验证了其有效性。
2020-04-04 cs.SY eess.SY
Finite Time Regret Bounds for Minimum Variance Control of Autoregressive Systems with Exogenous Inputs
Indian Institute of Science(印度科学学院);Texas A & M University(德克萨斯农工大学)
本文针对ARX系统自适应最小方差控制提出PIECE控制器,通过探测输入改善初始学习阶段性能,并首次给出有界噪声下$C\log T$、亚高斯噪声下$C\log^2 T$的有限时间遗憾界,仿真验证其优于现有方法。
2023-05-26 cs.LG cs.SY eess.SY
Minimum Violation Control Synthesis on Cyber-Physical Systems under Attacks
Worcester Polytechnic Institute(伍斯特理工学院)
本文研究了在存在攻击的情况下,如何在线性时序逻辑约束下综合出最小违规控制器,通过构建Stackelberg博弈模型并提出非线性规划问题来解决最优控制策略,最后通过数值案例验证了方法的有效性。
2018-08-31 cs.RO cs.SY eess.SY
Minimum Snap Trajectory Generation and Control for an Under-actuated Flapping Wing Aerial Vehicle
Zhejiang Laboratory(之江实验室);Zhejiang University(浙江大学);Shanghai NIO Automobile Co., Ltd.(上海蔚来汽车有限公司);Nankai University(南开大学)
针对欠驱动扑翼飞行器,本文利用微分平坦性生成最小加加速度轨迹,并结合鲁棒与切换控制实现跟踪,通过Lyapunov分析保证稳定性,实验验证了三维真实飞行的闭环集成。
2023-11-02 cs.RO cs.SY eess.SY