Parameter Dependent Robust Control Invariant Sets for LPV Systems with Bounded Parameter Variation Rate
本文针对有界参数变化速率的LPV系统，提出通过单个SDP问题综合参数依赖鲁棒控制不变集及其顶点控制律的方法，在保守性和计算效率上优于现有方法。
2024-09-05 cs.SY eess.SY
Computation of Parameter Dependent Robust Invariant Sets for LPV Models with Guaranteed Performance
针对线性变参数（LPV）系统，提出了一种计算鲁棒控制不变量（RCI）集的迭代算法和一种不变量诱导控制律。由于调度参数的实时测量通常是可用的，在所提出的公式中，我们允许RCI集描述以及不变性诱导控制器是调度参数相关的。所考虑的配方，从而导致参数依赖的条件下的集合不变性，这是取代充分的线性矩阵不等式（LMI）条件，通过波利亚的放松。这些LMI条件，然后结合一种新的体积最大化的方法在半定规划（SDP）的问题，其目的是在计算所需的大RCI集。除了确保不变性之外，还可以通过将所选择的二次性能水平作为SDP问题中的附加约束来保证RCI集合内的性能。数值算例表明，在不利用调度参数信息的情况下，该迭代算法可以生成大于最大RCI集的不变集.
2022-11-30 cs.SY eess.SY math.OC
A finite-sample generalization bound for stable LPV systems
HUN-REN SZTAKI；ELTE（厄特沃什·罗兰大学）；Institut de Recherche Technologique SystemX（SystemX技术研究院）；Univ. Lille（里尔大学）；Centrale Lille（里尔中央理工学院）
针对从数据学习动力系统的泛化误差上界问题，推导了稳定连续时间LPV系统的PAC泛化界，该界依赖系统类H2范数、与信号时间区间无关。
2024-05-21 cs.LG cs.SY eess.SY
Tutorial: Implementando Controladores Preditivos Não Lineares através do Ferramental LPV
本教程分步讲解了兼具高精度与低计算量、可实时运行的LPV MPC算法的实现方法，覆盖建模到稳定性内容，并以气举采油过程为例，将其与基准非线性MPC软件CasADi做了对比。
2023-04-28 cs.SY eess.SY math.OC
Robust delay-dependent LPV output-feedback blood pressure control with real-time Bayesian estimation
平均动脉压（MAP）动态估计及其自动调节对危重患者的临床和急救复苏具有重要意义。为了解决患者对血管活性药物输注的MAP响应的可变性和复杂性，考虑具有变化的时间延迟的参数变化模型来描述响应于药物的MAP动力学。通过基于贝叶斯的多模型平方根体积卡尔曼滤波方法进行的变化的参数和延迟的估计。利用采集的动物实验数据进行的估计结果验证了所提出的随机行走动力学辨识方法的有效性。根据估计算法，通过时间延迟线性参数变化（LPV）控制技术进行自动给药方案，以调节患者的MAP响应。在这方面，LPV增益调度输出反馈控制器的设计，以满足跟踪所需的参考MAP目标的MAP响应的要求，并保证对范数有界的不确定性和干扰的鲁棒性。在这种情况下，参数依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函的任意变化的时间延迟的一般LPV系统的鲁棒镇定的充分条件，并提供了一个凸线性矩阵不等式（LMI）约束框架的结果。最后，为了评估所提出的MAP调节方法的性能，进行了闭环仿真，结果证实了所提出的控制方法对各种模拟临床场景的有效性。
2019-09-28 cs.SY eess.SY
Delay-Dependent Output-Feedback Control for Blood Pressure Regulation Using LPV Techniques
本文提出了一种依赖于延迟的变参数控制设计方法，以解决自动血压调节问题的关键病人复苏使用闭环管理的血管加压药。将接受静脉内血管活性药物治疗的患者的平均动脉压（MAP）响应建模为线性参数变化（LPV）模型，其中变化的模型参数和变化的时间延迟被认为是系统的调度参数。利用参数相关的Lyapunov-Krasovskii泛函设计了一个输出反馈动态控制器，以满足闭环稳定性和参考MAP跟踪要求。的综合条件制定的线性矩阵不等式（LMI）的特点诱导$\mathcal{L}_2$范数性能规格的闭环系统。所提出的控制方法的主要目标是在存在由时变模型参数和大的时变延迟所造成的限制的情况下跟踪MAP参考命令并将血压维持在命令设定点的允许范围内，避免不期望的过冲和缓慢响应，并提供平稳的药物注射。最后，为了评估所提出的LPV血压调节方法的性能，进行了闭环仿真，结果证实了所提出的控制方法对各种模拟场景的有效性。
2019-09-28 cs.SY eess.SY
Unifying Sequential Quadratic Programming and Linear-Parameter-Varying Algorithms for Real-Time Model Predictive Control
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；HUN-REN Inst. for Computer Science and Control（匈牙利研究与教育网络计算机与控制研究所）
本文提出一种统一框架，将序列二次规划与迭代线性参数变化模型预测控制技术相结合，通过选择特定的调度变量和微分公式，提升鲁棒性和随机性MPC问题的计算效率。
2026-04-09 cs.SY eess.SY
Decoupling parameter variation from noise: Biquadratic Lyapunov forms in data-driven LPV control
本文针对线性参数变化系统，利用 Fundamental Lemma 变体、数据充分性概念与双二次 Lyapunov 形式，解耦了数据噪声与参数变化的影响，提出了基于数据和噪声界限的新型线性矩阵不等式条件，以验证调度依赖型 Lyapunov 函数的存在性。
2024-09-16 cs.SY eess.SY
IQC-Based Output-Feedback Control of LPV Systems with Time-Varying Input Delays
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文提出基于IQC框架的LPV系统输出反馈控制方法，通过参数依赖的Lyapunov函数和动态IQC乘子，解决具有时变输入延迟的$\mathcal{H}_\infty$控制问题，提高性能和计算效率。
2026-03-08 cs.SY eess.SY math.OC
Convergence Properties of Fast quasi-LPV Model Predictive Control
本文研究了无不等式约束的 quasi-LPV 系统快速非线性模型预测控制迭代算法的收敛性质，提出了保证收敛的条件，并设计了一种保持最优性的算法变体，在仿真基准中验证了其性能。
2023-09-14 cs.SY eess.SY math.OC
Tensor-based reduction of linear parameter-varying state-space models
针对LPV模型转换后高维保守、现有降阶方法分别处理状态阶数与调度维度的问题，本文提出基于张量的联合降阶框架，扩展Petrov-Galerkin投影并开发两种子空间求解方法，在两类质量-弹簧-阻尼器系统上验证了有效性与可扩展性。
2025-07-31 cs.SY eess.SY
A subspace approach to data-driven predictive control for linear parameter-varying systems
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；HUN-REN Institute for Computer Science and Control（匈牙利科学院计算机与控制研究所）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文针对线性参数变时系统，提出一种子空间数据驱动预测控制方法，通过降阶预测器等设计，提升了控制器的鲁棒性与计算效率，实现了可实际部署的多步控制方案。
2026-07-31 cs.SY eess.SY
A Linear Parameter-Varying Approach to Data Predictive Control
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Stuttgart, Institute for Systems Theory and Automatic Control（斯图加特大学系统与自动控制系统研究所）；Institute for Electrical Engineering in Medicine, Universität zu Lübeck（吕贝克大学医学电气工程学院）；Systems and Control Lab, Institute for Computer Science and Control（计算机科学与控制研究所系统与控制实验室）
本文提出了一种基于线性参数变化方法的数据驱动预测控制策略，通过终端成分保证系统稳定性和可行性，并通过仿真验证其在非线性系统中的有效性。
2025-10-27 cs.SY eess.SY
Learning event-triggered controllers for linear parameter-varying systems from data
State Key Laboratory of Robotics and Systems, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Adelaide University（阿德莱德大学）
针对事件触发LPV系统难以获得精确模型的问题，提出基于θ-持续激励和受扰动数据的数据驱动控制设计，并通过半定规划保证稳定性与最优增益调度，且扩展至轨迹跟踪。
2026-10-12 cs.SY eess.SY
Tube-based Robust Model Predictive Control for a Distributed Parameter System Modeled as a Polytopic LPV (extended version)
本文针对分布式参数系统，提出将非线性嵌入LPV系统，采用鲁棒管道MPC处理不确定性，离线计算大部分，在线仅求解简单QP，仿真验证了良好性能与稳定性。
2025-01-26 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Control for Lane Keeping System Using Linear Parameter Varying Approach with Scheduling Variables Reduction
针对车道保持系统的线性变参数模型，提出了一种参数降阶的鲁棒控制器。车辆在弯道上的速度变化和侧倾运动都会影响车辆的横向模型参数，如轮胎的侧偏刚度。因此，我们使用LPV技术，以考虑参数的变化，在车辆动力学。然而，多个变化的参数导致大量的调度变量，并造成巨大的计算复杂度。为了降低计算复杂度，本文采用基于主成分分析（PCA）的参数约简方法，得到一个具有更紧凸集的约简模型。利用降阶模型求解一组线性矩阵不等式（LMI），设计了LPV鲁棒反馈控制器。通过在一个立交桥上使用CarSim仿真软件进行整车动力学仿真，验证了该系统的有效性。仿真结果表明，与基于线性时不变（LTI）系统的控制器相比，该方法大大减小了横向偏移误差。
2021-05-04 cs.SY eess.SY
Efficient Lyapunov-Based Stabilizability and Detectability Tests: From LTI to LPV Systems
在本技术说明中，我们将线性时不变（LTI）系统的著名的基于Lyapunov的稳定性和可检测性测试推广到离散时间（DT）多面体线性参数变化（LPV）系统的背景下。要做到这一点，我们利用的数学结构的类的多二次李雅普诺夫函数，这使我们能够制定条件的形式的线性矩阵不等式（LMI）。我们的结果不同于现有的条件，我们采用较弱的假设控制器/观测器的参数依赖性和我们的方法不需要明确地将这些增益，这使得新的条件计算要求较低。有趣的是，我们的研究结果也有重要的影响，现有的控制器和观测器的综合技术的基础上多QLF。事实上，我们表明，现有的观察员合成结果比预期的更强，在这个意义上，他们是必要的一个更大的一类观察员。此外，我们还介绍了新的控制器的合成条件，并说明我们的结果通过数值案例研究。
2023-03-19 cs.SY eess.SY math.OC
Nonlinear Temperature Regulation of Solar Collectors with a Fast Adaptive Polytopic LPV MPC Formulation
太阳能集热器中的温度控制是一个非线性问题：温度上升的动态根据流过集热器的油和沿集热器区域的温度梯度而变化。以这种方式，这项工作研究制定一个模型预测控制（MPC）的应用程序内开发的线性参数变化（LPV）的形式主义，它作为一个模型的太阳能集热器的过程。建议的系统是一个自适应MPC，开发终端集约束，并考虑调度多面体的模型。在每个时刻，求解两个二次规划（QP）程序：第一个考虑N步的后向水平以找到定义最佳LTI预测模型的虚拟模型-过程调整变量，考虑多面体系统的顶点;然后，第二个QP使用该LTI模型来优化沿着N步的前向水平的性能。本文最后一个现实的太阳能集热器的模拟结果，比较所提出的MPC从文献（线性MPC和鲁棒管MPC）的其他技术。讨论的结果，设计过程和计算工作的三种方法。它示出了如何建议MPC的设计是能够超越这些其他标准方法的参考跟踪和扰动抑制。
2020-07-10 cs.SY eess.SY
Data-Driven Computation of Robust Invariant Sets and Gain-Scheduled Controllers for Linear Parameter-Varying Systems
针对受有界扰动的LPV系统，本文提出无需模型辨识的直接数据驱动方法，利用单条轨迹数据经半定规划计算多面体RCI集与增益调度控制器。
2023-11-03 cs.SY eess.SY
Real-Time Linear MPC for Quadrotors on SE(3): An Analytical Koopman-based Realization
本文提出KQ-LMPC，利用解析Koopman可观测量构建四旋翼动力学的LPV表示，实现实时线性MPC，在降低计算负担的同时达到与NMPC相当的跟踪性能，并经实验验证。
2025-10-17 cs.SY eess.SY
Kernel-Based Sparse Additive Nonlinear Model Structure Detection through a Linearization Approach
Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）
本文提出一种数据驱动方法，通过线性化将连续时间稀疏加性非线性系统近似为LPV模型，利用RKHS稀疏估计器检测梯度与Hessian非零元素，从而确定模型结构，数值模拟验证了有效性。
2025-08-02 cs.LG cs.SY eess.SY
Data-Driven Gain Scheduling Control of Linear Parameter-Varying Systems using Quadratic Matrix Inequalities
本文综合了一个增益调度控制器，以稳定所有可能的线性参数变化（LPV）的植物是一致的测量输入/状态数据记录。受数据信息性和LTI镇定的启发，提出了一组二次矩阵不等式来表示噪声集、相容LPV对象类和可镇定对象类.通过参数集的顶点枚举避免了未知植物和“for all”参数之间的双线性。该方法的有效性和计算的易处理性的例子系统证明。
2022-12-03 cs.SY eess.SY math.OC
Directionality-Aware Mixture Model Parallel Sampling for Efficient Linear Parameter Varying Dynamical System Learning
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文提出方向感知混合模型（DAMM）与混合马尔可夫链蒙特卡洛并行采样技术，有效融合非欧几里得方向数据，大幅提升LPV-DS系统的模型精度与计算效率，实现近乎实时的学习。
2024-03-25 cs.RO cs.SY eess.SY
Data-driven Dissipativity Analysis of Linear Parameter-Varying Systems
针对线性参数变化系统，提出基于单组输入-调度-输出数据、通过带线性矩阵不等式约束的半定规划实现(Q,S,R)型耗散性直接数据驱动验证的方法，含多种高效实现方案，仿真验证了其有效性与性能权衡。
2024-07-08 cs.SY eess.SY
LFT Representation of a Class of Nonlinear Systems: A Data-Driven Approach
针对非线性时不变系统的动力学捕捉问题，本文提出数据驱动的LFT表示方法，经PNLSS近似、LPV降阶、证伪仿真定界及鲁棒性分析，成功应用于固定翼无人机系统。
2021-12-23 cs.SY eess.SY
Linear Parameter Varying Attitude Control For CubeSats Using Electrospray Thrusters
本文提出一种单一线性参数变化（LPV）控制器，用于使用电喷雾推进器的立方星姿态控制，通过混合灵敏度控制方案解决执行系统易饱和及多机动操作挑战，并在MIT磁悬浮立方星测试台仿真中验证了性能与鲁棒性。
2025-05-01 cs.SY eess.SY
Direct data-driven interpolation and approximation of linear parameter-varying system trajectories
针对移位仿射 LPV 系统轨迹缺失值问题，本文给出解的存在唯一性条件，并提出一种无需参数模型、由数据隐式表征系统的直接数据驱动插值算法。
2025-10-20 cs.SY eess.SP eess.SY
Direct Data-Driven State-Feedback Control of Linear Parameter-Varying Systems
本研究提出仅从单次数据序列直接综合线性参数变化系统状态反馈控制器的方法，通过求解半定规划保证闭环稳定性与性能，并具备处理噪声数据的能力，仿真验证了其竞争力。
2024-12-27 cs.SY eess.SY
Parameter-Dependent Control Lyapunov Functions for Stabilizing Nonlinear Parameter-Varying Systems
本文提出参数依赖控制 Lyapunov 函数（PD-CLF）概念，通过鲁棒二次规划构建控制律，基于平方和规划联合综合 PD-CLF 和控制器，最大化镇定区域，并充分捕获系统非线性，优于传统 LPV 方法。
2025-03-05 cs.SY eess.SY math.OC
Efficient identification of linear, parameter-varying, and nonlinear systems with noise models
IMT School for Advanced Studies Lucca（IMT卢卡高等研究院）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；HUN-REN Institute for Computer Science and Control（匈牙利科学院计算机科学与控制研究所（HUN-REN））
该研究提出通用系统辨识方法，可估计LTI、LPV、NL等状态空间动态模型及通用噪声模型，通过分离确定性过程与随机噪声部分调整模型复杂度，结合约束拟牛顿法和自动微分优化预测误差准则，实现秒级训练并在基准问题上表现更优。
2025-04-16 cs.LG cs.SY eess.SY
Implementation of Linear Parameter Varying System to Investigate the Impact of Varying Flow Rate on the Lithium-ion Batteries Thermal Management System Performance
针对锂离子电池热管理中 LTI 模型只能处理恒定冷却液流量的局限，本文构建含三个调度参数的 LPV 降阶模型，在变流量条件下保持接近 CFD 的精度，并获得更平滑的温度分布。
2024-03-02 cs.SY eess.SY
A construction-free coordinate-descent augmented-Lagrangian method for embedded linear MPC based on ARX models
本文提出了一种基于带外生项自回归（ARX）输入输出模型的线性预测控制问题的免构造算法。该解决方案的算法依赖于坐标下降增广拉格朗日（CDAL）的方法，以前提出的作者，我们在这里适应利用基于ARX的MPC的特殊结构。CDAL-ARX算法具有免构造的特点，避免了显式构造与MPC相关的二次规划（QP）问题，避免了ARX模型在线改变/自适应时的构造成本。例如，ARX模型参数依赖于线性变参数（LPV）调度信号，或者以低计算成本从流式输入输出数据递归地适应，这使得ARX模型在适应控制中得到广泛应用。此外，所得到的CDAL-ARX算法的实现是矩阵和图书馆免费，因此适合部署在工业嵌入式平台。我们展示了CDAL-ARX的效率在两个数值例子中，也比较与MPC的实现基于其他通用的二次规划求解器。
2022-09-27 cs.SY eess.SY math.OC
Computation of Extremum Singular Values and the Strong H-infinity Norm of SISO Time-Delay Systems
研究了由时滞微分代数方程描述的单输入单输出（SISO）时滞系统H ∞范数的计算问题。不同于文献中的迭代水平集方法，我们提出了一种新的数值方法来计算H-无穷范数。这种方法需要在水平集方法的每次迭代中求解一个特征值问题，其大小最多为特征值问题的两倍，但实际上往往要低得多。首先证明了传递函数极值的计算可以转化为超越函数虚轴零点的计算。我们计算这些零的预测校正型算法。已知时滞微分代数系统的H ∞范数对任意小的时滞扰动都是敏感的，该系统既可以建模时滞系统，也可以建模中立型系统。最近，这导致了强H-无穷范数的概念，它明确地考虑到这种小的延迟扰动。提出了一种计算SISO时滞系统强H ∞范数的直接数值方法。我们的算法适用于时滞系统和/或控制器的互连（串联，并联，反馈，路口）的闭环系统。
2020-03-23 cs.SY eess.SY
Adaptive Model Predictive Control of Nonlinear Generic Urban Air Mobility Using Linear Parameter-Varying Systems
The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
提出一种针对全飞行包线内非线性城市空中交通飞行器的自适应模型预测控制框架，利用线性参数变表示在线更新预测模型，并采用NSGA-II多目标优化进行控制器调谐，在NASA GUAM模型上验证了改进的轨迹跟踪和鲁棒性。
2026-06-07 cs.SY eess.SY
An Efficient Algorithm to Compute Norms for Finite Horizon, Linear Time-Varying Systems
提出了一种计算有限时域线性时变（LTV）系统诱导范数的有效算法。该公式包括诱导的$\mathcal{L}_2$和终端欧几里德范数惩罚。现有的计算方法包括幂迭代法和Riccati微分方程的二分法。幂迭代每次迭代的计算时间较低，但总体收敛速度较慢。相比之下，RDE条件为感应增益提供了有保证的界限，但单个RDE积分可能会很慢。这两个算法的互补功能相结合，开发一个新的算法，既快速，并提供可证明的上限和下限的诱导规范所需的公差。该算法还提供了最坏情况下的干扰输入，该输入达到了范数的下限。我们还提出了一个新的证明，表明该问题的幂迭代单调收敛。最后，我们展示了一个可控性Gramian为基础的更简单的计算方法，诱导$\mathcal{L}_2$ -欧几里德范数。这可以用来计算地平线上任何时间的可达集。数值例子证明了所提出的算法。
2020-11-02 cs.SY eess.SY
SSD -- Software for Systems with Delays: Reproducible Examples and Benchmarks on Model Reduction and H2 Norm Computation
我们提出SSD，软件系统与延迟，从头MATLAB软件包的分析和模型减少延迟时滞系统（RTDS）。在此基础上，我们的延迟系统对象桥接RTDS表示和MATLAB的线性分式变换（LFT）表示。这允许无缝使用MATLAB的许多可用可视化。此外，我们实现了一系列关键功能，如H2范数和系统Gramian计算，平衡实现和减少直接积分定义和利用稀疏计算。作为理论贡献，我们首次将频率限制平衡降阶推广到时滞系统，提出了一种计算算法并给出了实现。我们收集了两组关于H2范数计算和模型降阶的基准问题。SSD在GitHub上公开提供，网址为https://github.com/gumussoysuat/ssd。我们的可复制论文和两个基准集合作为可执行笔记本共享。
2022-08-25 cs.SY eess.SY math.OC
Frequency truncated discrete-time system norm
本文针对多速率数字信号处理与模型降阶需求，提出了一种计算离散时间系统频率截断范数的方法，并探讨了在有限频率区间上对描述符形式的传递函数进行积分的广义计算问题。
2019-01-26 cs.SY eess.SY math.DS
Characterization and computation of H-infinity norms for time-delay systems
研究了一类时滞系统的H ∞范数的刻画和计算问题。众所周知，在有限维情形下，传递函数的H ∞范数可以利用相应的奇异值曲线与Hamilton矩阵的虚轴特征值之间的联系来计算，从而建立了水平集方法。我们展示了时滞系统的传递函数和无限维线性算子$\mathcal{L}_ξ^N$的虚轴特征值之间的类似联系。基于这个结果，我们提出了一个预测-校正算法的H-无穷范数的计算。在预测步骤中，由算子$\mathcal{L}_ξ$的谱离散化引起的问题的有限维近似，以及有限维系统的算法的自适应，允许获得时滞系统的传递函数的H无穷范数的近似。在下一步骤中，通过求解一组非线性方程将近似结果校正到所需的精度，所述非线性方程是从将线性无限维算子$\mathcal{L}_ξ^N$的本征值问题重构为有限维非线性本征值问题而获得的。这些方程可以解释为奇异值图中峰值的表征。在预测步骤中的离散化的效果充分的特点和离散点的数量的选择进行了讨论。本文最后给出了一个数值示例并展示了广泛基准测试的结果。
2020-03-17 cs.SY eess.SY math.OC
Symbolic and Numerical Tools for $L_{\infty}$-Norm Calculation
本文针对$H_{\infty}$控制中$L_{\infty}$-范数计算问题，综述了Sturm-Habicht序列、RUR、CAD等符号计算技术，对比数值方法明确其精度优势与适用场景，为控制理论中鲁棒稳定分析提供新的工具思路。
2025-05-20 cs.MS cs.SC cs.SY
