Information Transfer in Dynamical Systems and Optimal Placement of Actuators and Sensors for Control of Non-equilibrium Dynamics
在本文中，我们发展了一个可测空间和非奇异变换描述的动力系统的Borel可测集之间的信息传递的概念。这个概念是基于香农熵如何在可测量集之间转移，因为动力系统的发展。我们表明，所提出的信息传递的定义满足通常的概念，信息传递和因果关系，即零转移和转移不对称。此外，我们展示了如何的信息传递措施可以用来分类遍历性和混合。我们还开发了信息传输计算的计算方法，并应用于非平衡动力学控制的致动器和传感器的最佳位置的框架。
2019-09-29 cs.SY eess.SY
Resilient Containment Control of Heterogeneous Multi-Agent Systems Against Unbounded Sensor and Actuator Attacks
针对无界且相关的传感器与执行器攻击威胁，本文提出一种抗攻击控制框架，实现线性异构多智能体系统的弹性包容控制，保证闭环系统一致最终有界，经数值验证其弹性优于传统协同控制方法。
2023-01-18 cs.SY eess.SY
Feedback Control of Negative-Imaginary Systems: Large Flexible structures with colocated actuators and sensors
本文综述了负虚系统理论的最新成果，用于大柔性结构的鲁棒控制，重点在于 colocated 驱动器和传感器的应用。
2014-01-30 cs.SY eess.SY math.OC
Coordination and Control of Distributed Discrete Event Systems under Actuator and Sensor Faults
University of Notre Dame（圣母大学）
本文研究了在存在执行器和传感器故障的情况下，分布式离散事件系统的协同与控制问题，提出了一种基于自动机理论模型的方法，以建立故障容错监督器的必要和充分条件，并通过多机器人协调示例展示了所提出的架构。
2018-12-05 cs.FL cs.SY eess.SY
NMPC and Deep Learning-Based Vibration Control of Satellite Beam Antenna Dynamics Using PZT Actuators and Sensors
本文提出结合非线性模型预测控制（NMPC）与深度学习的方法，利用PZT致动器和传感器控制星载柔性梁式天线振动，仿真表明该方法有效减振并提升了响应速度与控制精度。
2024-12-21 cs.SY eess.SY
Self-Tuning Network Control Architectures with Joint Sensor and Actuator Selection
本文提出自调节网络控制架构的数学框架与贪心算法，联合优化传感器/执行器选择和控制策略，并通过数值实验证明其性能显著优于固定架构。
2024-01-19 cs.SY eess.SY
Actuator Security Index for Structured Systems
给定一个具有易受攻击的执行器（和传感器）的网络，执行器的安全指数等于需要妥协的传感器和执行器的最小数量，以便使用所述执行器进行完全不可检测的攻击。研究离散时间LTI网络系统执行器安全指标的计算问题。首先，我们表明，在一个结构化的系统框架下，执行器的安全指标是通用的。此后，我们提供了图论条件计算的结构执行器安全指数。所述条件是根据适当定义的有向（子）图上的链接的存在。基于这些条件，我们提出了一个算法计算的结构指数。
2020-03-12 cs.SY eess.SY
A Separation Theorem for Joint Sensor and Actuator Scheduling with Guaranteed Performance Bounds
我们研究的问题，共同设计一个稀疏的传感器和执行器的线性动力系统的时间表，同时保证控制/估计性能，接近完全感测/致动设置。我们进一步证明了分离原则，表明问题可以分解成单独寻找传感器和执行器的时间表。然而，它表明，这个问题不能有效地解决或近似多项式，甚至准多项式时间的时不变的传感器/执行器的时间表，相反，我们开发了确定性的多项式时间算法的时变传感器/执行器的时间表，保证近似边界。我们的主要结果是提供一个多项式时间的联合执行器和传感器的时间表，平均只选择一个恒定数量的传感器和执行器在每个时间步，无论系统的尺寸。其关键思想是稀疏的可控性和可观性Gramian，同时提供近似保证Hankel奇异值。这个想法的灵感来自于最近在理论计算机科学文献中关于稀疏化的结果。
2020-05-06 cs.MA cs.SY eess.SY
An Unknown Input Multi-Observer Approach for Estimation and Control under Adversarial Attacks
University of Melbourne（墨尔本大学）
本文提出了一种基于未知输入观测器的方法，用于在存在潜在无限的执行器和传感器虚假数据注入攻击的情况下进行状态估计、攻击隔离和控制，通过利用传感器和执行器的冗余性，确保在足够小的子集被攻击时系统仍能正常工作。
2019-04-06 cs.SY eess.SY
On Joint Reconstruction of State and Input-Output Injection Attacks for Nonlinear Systems
针对离散时间非线性系统，研究了执行器和传感器被注入（潜在无界）攻击信号时的鲁棒状态重构问题。利用冗余的传感器和执行器，并使用一个银行的未知输入观测器（UIO），我们提出了一个基于模糊的估计器能够提供渐近估计的系统状态和攻击信号的条件下，受到攻击的传感器和执行器的数量是足够小的。使用所提出的估计，我们提供了隔离受损的执行器和传感器的方法。数值例子证明了我们的方法的有效性。
2021-03-08 cs.SY eess.SY
Actuator Security Indices Based on Perfect Undetectability: Computation, Robustness, and Sensor Placement
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文提出基于完美不可检测性定义的执行器安全指数，用于帮助控制系统操作员定位网络化控制系统中最易受攻击的执行器，从而进行保护。该指数等于需要被入侵的传感器和执行器的最小数量，以实现对特定执行器的完美不可检测攻击。针对小规模网络化控制系统，推导出计算该指数的方法，并展示通过增加传感器可以提高该指数。对于大规模系统，计算指数是NP难问题，指数易受系统变化影响，并基于攻击者知晓整个系统模型的假设。为解决这些问题，引入了鲁棒安全指数，该指数可在多项式时间内计算，不受系统变化影响，并可与有限和完整模型知识攻击者相关联。此外，分析了两个旨在提高鲁棒指数的传感器布置问题，证明这两个问题具有子模结构，因此可在多项式时间内获得具有性能保证的次优解。最后，通过数值示例展示了理论发展。
2019-02-15 cs.SY eess.SY
Privacy-Preserving Co-synthesis Against Sensor-Actuator Eavesdropping Intruder
在这项工作中，我们调查的问题，隐私保护监督控制外部被动入侵者通过协同合成的动态掩码，编辑功能，监督不透明执法和需求满足。我们试图达到以下目标：1）系统秘密不能被入侵者推断，即，秘密对入侵者的不透明性，以及动态掩码和编辑功能的存在不应该被入侵者发现，即，动态屏蔽和编辑功能对入侵者的隐蔽性; 2）闭环系统行为应满足一定的安全性和非阻塞性要求。我们假设入侵者可以窃听由传感器产生的传感信息和向执行器发出的控制命令，我们把这样的入侵者称为传感器-执行器窃听入侵者。我们的方法是将协同综合问题建模为Ramadge-Wonham监督控制框架中的分布式监督综合问题，并且我们提出了一种增量合成启发式算法来增量合成动态掩码，编辑功能和监督程序，它包括三个步骤：1）首先综合动态掩码和编辑函数的集成ME，以确保对传感器窃听的不透明性和隐蔽性，但命令非2）利用基于约束的方法，在布尔可满足性（SAT）求解器的帮助下，将ME分解为动态掩码和编辑函数; 3）最后，我们合成了一个监督者，使得可以确保不透明性和隐蔽性以防止传感器-致动器窃听入侵者，同时可以保证安全性和不阻塞性的要求。我们的方法的有效性说明了一个例子，关于执行位置隐私的自动驾驶汽车。
2021-04-30 cs.SY eess.SY
Optimal and Robust Fault Tolerant Control of Wind Turbines Working under Sensor, Actuator, and System Faults
针对风能转换系统在多类故障下的控制问题，本研究结合分数阶微积分与高阶滑模控制，提出多种容错控制策略，并搭配状态观测器，实现桨距调节、转速跟踪与发电量提升。
2023-08-24 cs.SY eess.SY
Simultaneous Sensor and Actuator Selection/Placement through Output Feedback Control
The University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
本文研究了通过输出反馈控制同时选择最少数量的传感器和执行器以实现稳定闭环性能的问题，提出两种方法解决组合优化问题并进行数值实验验证。
2018-06-14 cs.SY eess.SY
Indoor Location for Smart Environments with Wireless Sensor and Actuator Networks
本文提出了一种基于无线传感器和执行器网络的室内定位系统，用于实现智能建筑环境中的位置感知和自动化控制，通过实验验证了系统在室内办公环境中的有效性。
2021-06-14 cs.NI cs.SY eess.SY
Encrypted Simultaneous Control of Joint Angle and Stiffness of Antagonistic Pneumatic Artificial Muscle Actuator by Polynomial Approximation
为开发网安柔性驱动器，研究提出基于LASSO多项式逼近与同态加密的对动式PAM驱动器关节角度-刚度加密同步控制方法，实验验证其跟踪误差低于2.7%。
2023-06-12 cs.SY eess.SY
Optimal Sensor and Actuator Placement in Complex Dynamical Networks
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
研究复杂动态网络中传感器和执行器最优布局问题，基于可控性与可观测性格拉姆矩阵提出模块化集函数结构，实现高效全局优化。
2014-03-25 cs.SY eess.SY math.OC
Decentralized event-triggered control over wireless sensor/actuator networks
University of Groningen（格罗宁根大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
针对无线传感器/执行器网络，提出一种分散式事件触发控制方法，通过减少控制信号重计算和传输次数，在保证性能的同时降低网络负载和能耗。
2011-02-03 cs.SY eess.SY math.OC
Safe Control for Nonlinear Systems Under Faults and Attacks Via Control Barrier Functions
本文针对非线性系统中的传感器故障与执行器故障问题，提出容错控制障碍函数（FT-CBFs）及基于高阶CBF和SOS的安全稳定性联合验证框架，有效提升了系统的安全控制鲁棒性。
2025-06-26 cs.SY eess.SY
Optimal Sensor and Actuator Selection using Balanced Model Reduction
University of Washington（华盛顿大学）
本文提出了一种基于平衡模型降阶和贪心优化的方法，用于高维估计和控制中的最优传感器和执行器选择，通过贪心矩阵QR消元在主导模式上优化可观测性和可控性。
2020-01-11 cs.NA cs.SY eess.SY
Design of robust controller applied for series elastic actuators in controlling humanoid's joint
串联弹性作动器在生物机电领域的应用已取得了许多成功，但其稳定性问题仍然存在。本文提出了一种鲁棒控制器，以克服以往研究的不足。首先，建立了一个同时考虑了仿人UXA-90的SEA和髋关节的数学模型。其次，利用所提出的控制器的参考输入，这是从所需的髋关节的角度在一个步行周期。然后，基于反推的滑模力控制方法，以确保精确的运动的机器人的连杆，以及满足整个系统的鲁棒性的要求，这是具有重要意义的人形机器人的步行任务。最后，通过仿真验证了所提出的控制器的性能和有效性。
2021-07-19 cs.SY eess.SY
All-Electric Heavy-Duty Robotic Manipulator: Actuator Configuration Optimization and Sensorless Control
Faculty of Engineering and Natural Sciences, Tampere University（工程与自然科学学院，塔尔皮莱大学）
本文提出统一框架，集成EMLA驱动的全电动重型机械臂建模、基于NSGA-II与深度神经网络的执行器配置优化，以及基于物理信息Kriging代理模型的无传感器控制，并通过实验验证其轨迹跟踪与控制效果。
2025-09-19 cs.RO cs.SY eess.SY
Compensating PDE actuator and sensor dynamics using Sylvester equation
研究了一类PDE-ODE级联系统的镇定问题，其中PDE系统的输入驱动ODE系统的输出。我们还考虑了构造ODE-PDE级联系统的观测器的对偶问题，其中ODE系统的输出驱动PDE系统，PDE系统的输出被测量。这些问题的偏微分方程是稳定的，而常微分方程是不稳定的。而ODE系统模型的对象在这两个问题，PDE系统模型的执行器的稳定问题和传感器的双重问题。在文献中，这些问题已经解决了特定的偏微分方程模型，使用backstepping方法。相比之下，在目前的工作中，我们考虑这些问题在一个抽象的框架，让PDE系统是任何定期线性系统。利用求解Sylvester方程的无界算子得到的状态变换，我们首先对角化级联系统对应的状态算子。然后，我们解决的稳定问题和对偶估计问题，只要它们是可解的，通过解决某些有限维的同行。我们还得到了验证这些问题的可解性的充分必要条件。我们证明了解决稳定问题的控制器对某些无界扰动是鲁棒的。我们说明我们的理论通过设计一个稳定的控制器的PDE-ODE级联，其中PDE是一个一维扩散方程和观测器的ODE-PDE级联，其中PDE是一个一维波动方程。
2020-10-01 cs.SY eess.SY
A Low Rank Approach to Minimize Sensor-to-Actuator Communication in Finite Horizon Output Feedback
本文提出低秩方法，通过块下三角矩阵的秩最小化，在有限时域内最小化传感器到执行器通信消息数，并利用因果分解和Youla参数化实现，仿真显示比基准减少20-50%消息。
2023-11-15 cs.SY eess.SY math.OC
Time-Varying Sensor and Actuator Selection for Uncertain Cyber-Physical Systems
University of Texas San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
本文提出解决不确定网络物理系统中时间变化传感器和执行器选择问题的方法，将问题转化为半定规划问题，并通过有效启发式方法进行求解。
2018-07-25 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive Controller Placement for Wireless Sensor-Actuator Networks with Erasure Channels
The University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
本文提出一种灵活的网络控制架构，通过在串联系统中使用模拟擦除信道，允许节点角色根据传输结果动态调整，从而提升网络性能。
2013-08-08 cs.SY eess.SY math.OC
Embedded Soft Sensing in Soft Ring Actuator for Aiding with theSelf-Organisation of the In-Hand Rotational Manipulation
University of Cambridge（剑桥大学）
本文提出了一种软传感器嵌入在一个软环驱动器与五个手指作为一个软手，以识别在手操作过程中的操作对象的分叉。操纵是通过打破对称方法与欠驱动控制系统的分叉的对象顺时针或逆时针旋转。两个软传感器平行嵌入在一个单一的软手指，并在电阻测量的差异进行比较，当手指在一个特定的方向上位移或弯曲，这可以识别分叉方向，并在不需要外部跟踪设备的情况下，在对称性的方法援助。传感器的性能还通过在没有物体交互的情况下延伸和弯曲手指来表征。在执行对称性破坏的实验期间，被操纵的物体根据扰动和致动频率顺时针和逆时针转动，传感器可以跟踪旋转方向。嵌入式传感器提供了自感知能力，用于在未来的工作中实现闭环控制。软环致动器的性能呈现出自组织行为，其中软指旋转对象，而不需要用于旋转对象的控制。因此，软手指是一个欠驱动系统与复杂的行为时，与对象，服务在手操纵领域。
2022-02-25 cs.RO cs.SY eess.SY
Perceptual Control with Large Feature and Actuator Networks
Boston University（波士顿大学）
本文研究了由简单代理组成的网络系统控制理论，探讨了如何在单独作用时能力有限的情况下，通过集体协作实现感知和执行目标，并提出了基于神经形态反馈控制的感知控制方法，利用大量传感器和执行器的协调作用。
2019-10-20 cs.SY eess.SY
Dynamic Watermarking: Active Defense of Networked Cyber-Physical Systems
本文研究了网络化信息物理系统安全控制问题，提出通过水印技术主动检测恶意传感器并禁用闭环控制，以提升系统安全性。
2016-06-27 cs.SY eess.SY math.DS
Proximal algorithms for large-scale statistical modeling and sensor/actuator selection
Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明希赫电子与计算机工程系）；Numerica Corporation（Numerica公司）
本文提出了一种统一的近端算法框架，用于解决大规模系统建模与控制中的正则化半定规划问题，通过近端方法实现了对统计建模和传感器/执行器选择的高效处理，展示了算法的线性收敛性和有效性。
2019-12-26 cs.AI cs.LG cs.SY
Securing State Estimation Under Sensor and Actuator Attacks: Theory and Design
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
本文研究了在传感器和执行器被恶意攻击者攻击时，如何通过稀疏强可观测性理论正确重构线性时不变系统状态，并提出基于理论求解的估计器以解决内在的组合问题。
2019-04-03 cs.CR cs.IT cs.SY
A Data-driven Approach to Actuator and Sensor Fault Detection, Isolation and Estimation in Discrete-Time Linear Systems
Concordia University（康科迪亚大学）
本文提出了一种基于状态空间的故障检测、隔离与估计滤波器，通过系统输入输出数据和估计系统马尔可夫参数直接构建，无需系统扩展可观测性矩阵或其左零空间的识别，且估计误差与马尔可夫参数识别误差线性相关。
2016-10-19 cs.SY eess.SY
Optimal control of a 2D diffusion-advection process with a team of mobile actuators under jointly optimal guidance
本文描述了一种使用一组移动执行器来控制分布参数系统（DPS）的优化框架。该框架同时寻求DPS的最优控制和可移动致动器的最优引导，使得与DPS和可移动致动器两者相关联的费用函数最小化，服从于每个的动态特性。从控制DPS所产生的成本是线性二次，这是转化为一个等价的形式作为一个二次项与运营商值Riccati方程。这种等价形式将问题简化为寻求制导，因为一旦获得最优制导，就可以恢复最优控制。我们建立了所提出的问题的解决方案的存在条件。由于计算最优解需要近似，我们还建立了近似最优解收敛到精确最优解的条件。也就是说，当通过原始费用函数评估这两个解时，随着近似变得更精细，差异变得任意小。两个数值算例验证了所提方法的最优控制和制导性能。
2021-06-18 cs.SY eess.SY math.OC
A Structured Systems Approach for Optimal Actuator-Sensor Placement in Linear Time-Invariant Systems
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Instituto Superior Técnico, Technical University of Lisbon（里斯本技术学院，里斯本技术大学）
针对线性时不变系统，提出一种结构化方法，通过多项式复杂度算法确定最小专用输入数量及其配置，以实现结构可控性，并通过对偶性扩展至结构可观性。
2012-10-25 cs.MA cs.SY eess.SY
Quiver: Using Control Perturbations to Increase the Observability of Sensor Data in Smart Buildings
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出Quiver框架，通过控制扰动提升智能建筑传感器数据的可观测性，实现数据点定位、类型识别和执行器依赖映射。
2016-01-27 cs.SY eess.SY
Networked Systems under Denial-of-Service: Co-located vs. Remote Control Architectures
University of Groningen（格罗宁根大学）
本文研究了在存在拒绝服务攻击情况下网络系统的稳定性，比较了本地与远程控制架构的鲁棒性差异。
2017-03-27 cs.SY eess.SY
Non-Linear Dynamic Inversion with Actuator Dynamics: an Incremental Control Perspective
本文针对一阶线性执行器的非线性系统，推导了一种基于传感器的非线性动态逆（NDI）控制律，并与近年来流行的增量式非线性动态逆（INDI）进行了比较。结果表明，对于一阶执行器动态，INDI逼近相应的NDI控制律任意以及足够快的执行器的条件下。如果致动器带宽与状态变化相比较低，则导出的NDI控制律与INDI相比具有以下优点：1）补偿状态导数项; 2）良好定义的误差动态;以及3）精确跟踪参考模型，与标称条件下的误差控制器增益无关。INDI控制律与成熟的控制设计方法NDI的比较增加了对增量控制的理解。它还示出了如何量化的INDI控制法的不足之处，相对于精确的NDI法的致动器与有限的带宽。通过对某固定翼飞机滚转运动的仿真结果验证了上述结论。
2022-11-25 cs.SY eess.SY
Robust Generalized Proportional Integral Control for Trajectory Tracking of Soft Actuators in a Pediatric Wearable Assistive Device
Univ. of California, Riverside（加州大学河滨分校）
本文针对儿科软体可穿戴辅助设备中的软体气动执行器，提出一种鲁棒广义比例积分控制器，通过惯性测量单元实时反馈实现两自由度肩关节运动的精确轨迹跟踪，并在婴儿尺寸工程人体模型上验证了其有效性。
2023-08-01 cs.RO cs.SY eess.SY
Mechatronics Architecture of Smartphone-Based Spacecraft ADCS using VSCMG Actuators
NMSU（新墨西哥州立大学）
本文提出了一种基于智能手机的新型航天器姿态确定与控制系统的机械架构，利用VSCMG作为执行器，并在地面模拟器中测试了其姿态估计与控制性能。
2015-09-11 cs.SY eess.SY math.OC
Cyber-Physical Control over Wireless Sensor and Actuator Networks with Packet Loss
Dalian University of Technology（大连理工大学）
针对无线传感器与执行器网络（WSAN）中丢包导致的不可靠性问题，通过仿真分析链路层模型下的丢包率，并利用预测算法进行补偿，以提升赛博物理控制系统的可靠性。
2010-11-13 cs.NI cs.SY eess.SY
Optimal Sensor and Actuator Selection for Factored Markov Decision Processes: Complexity, Approximability and Algorithms
Elmore Family School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University（普渡大学 Elmore 电气与计算机工程学院）
本文针对因子化马尔可夫决策过程的最优传感器与执行器选择问题，证明其不可近似性，提出贪心算法并验证其在实践中平均可达最优解值70%以上，为相关问题提供了理论与算法支撑。
2026-09-03 cs.CC cs.SY eess.SY
Robust Safety for Mixed-Autonomy Traffic with Delays and Disturbances
针对混合交通中CAV的执行器、传感器时延及扰动会破坏安全保证的问题，提出鲁棒安全关键交通控制RSTC，通过带误差界的状态预测器、鲁棒CBF约束及结合观测器的预测型CBF实现鲁棒安全，仿真验证其可在两类危险场景下避免追尾。
2023-10-06 cs.SY eess.SY
Distributed Adaptive and Resilient Control of Multi-Robot Systems with Limited Field of View Interactions using Q-Learning
在本文中，我们考虑的问题，动态调整增益的多机器人系统（MRS）的潜在的控制设计框架下，MRS团队协调，以保持连接的拓扑结构，同时配备有限的视野传感器。应用基于势的控制框架，并假设机器人的相互作用是由一个三角形的几何编码，我们推导出一个分布式控制法律，以实现拓扑控制的目标。分布式网络中基于电势的控制的一个典型缺点是整个系统行为对增益调节高度敏感。为了克服这一限制，我们提出了一个分布式和自适应增益控制器，保持设计成对的相互作用强度，独立的网络大小。在此基础上，我们实施了一种控制方案，使磁共振成像系统能够抵御对磁共振成像系统中机器人的机载传感器或致动器的外部攻击。在这方面，我们对外部诱发的附加传感器和致动器故障进行了建模，这些故障使磁共振成像系统不稳定。然而，通过采用静态输出反馈设计技术来应用$H_{\infty}$控制协议保证了由传感器和致动器故障信号引起的误差的有界$L_2$增益。最后，我们应用基于策略迭代的Q学习来求解离散时间MRS的自适应增益。仿真结果支持了理论研究结果。
2020-11-12 cs.SY eess.SY
Flying a Quadrotor with Unknown Actuators and Sensor Configuration
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文扩展在线辨识方法，在未知执行器与IMU配置下估计IMU位姿及各电机推力方向，使四旋翼经两次1米抛接后即可稳定飞行。
2024-09-02 cs.RO cs.SY eess.SY
Towards Understanding Sensor and Control Nodes Selection in Nonlinear Dynamic Systems: Lyapunov Theory Meets Branch-and-Bound
传感器与执行器选择问题是动态系统设计与控制中的核心问题之一。这些问题对应于确定传感器（测量）或致动器（控制节点）的最佳选择，使得可以实现某些估计/控制目标。虽然SASP的文献确实是根深蒂固的，绝大多数的工作集中在网络动态的线性（化）表示，导致在有限的操作区域有效的传感器或执行器（SA）的位置。作为替代方案，在这里，我们提出了一个新的一般框架，解决SASP在非线性动态系统（NDS），假设输入和输出线性耦合的非线性动态。这是通过（i）分类和参数化的NDS到各种非线性函数集，（ii）利用丰富的李雅普诺夫理论公式，（iii）设计一个新的定制的分支定界（BNB）算法，利用SASP的问题结构。新设计的BnB程序在计算上比标准程序更有吸引力，并且也直接适用于求解线性系统的SASP。与文献中的当代方法相比，我们的方法适合于找到稳定/不稳定NDS的最佳SA组合，通过一个简单的线性反馈控制策略，确保稳定的估计误差和闭环动态。
2022-05-04 cs.SY eess.SY math.OC
Algorithms for Joint Sensor and Control Nodes Selection in Dynamic Networks
The University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
本文研究动态网络中传感器和控制节点的联合选择问题，提出最优算法和启发式方法，通过静态输出反馈稳定条件确定最小传感器和控制节点集，展示联合选择与输出反馈控制可转化为混合整数非凸问题，并提出三种方法解决非凸组合优化问题。
2019-03-07 cs.SY eess.SY math.OC
Robust interaction control of a dielectric elastomer actuator with variable stiffness
本文提出了一种介质弹性体薄膜驱动器的交互控制算法。所提出的方法允许有效地利用材料的可控刚度，允许在诸如机器人操纵或触觉设备的应用中使用膜作为“可编程弹簧”。为了实现这一目标，我们提出了一种基于鲁棒控制理论和线性矩阵不等式的设计算法。由此产生的控制器允许任意形状的弹性体的刚度，同时提供鲁棒的稳定性和性能的模型非线性。自感测位移估计算法允许在不需要变形传感器的情况下实现该方法，从而降低系统的成本和尺寸。该方法是验证的实验原型组成的弹性体膜预加载的一个可调偏置弹簧。
2021-12-20 cs.SY eess.SY
Optimisation of design parameters to improve performance of a planar electromagnetic actuator
针对平面电磁执行器电磁刚度小、驱动带宽受限的问题，推导电磁力与刚度的闭式表达式，优化线圈与磁组件设计参数，实验验证优化后性能提升显著且结果与解析值误差低于15%。
2025-01-19 cs.SY eess.SY physics.app-ph
Comparison of linear observation techniques for robust load torque estimation in actuators
本文比较了两种线性观测技术在旋转执行器中鲁棒负载转矩估计中的性能与应用。
2025-11-21 cs.SY eess.SY
Model-Based Sensor Diagnostics for Robotic Manipulators
本文提出一种基于模型的传感器诊断方法，通过在串联弹性执行器上施加扭转弹簧、关节动力学和电机电气三类约束，实现对机器人关节扭矩传感器故障的检测与隔离。
2023-12-02 cs.RO cs.SY eess.SY
Energy-Efficient and Actuator-Friendly Control Under Wave Disturbances: Model Reference vs. PID for Thruster Surge
本文比较了模型参考控制与PID控制器在波扰环境下推进器冲量控制的性能，发现优化的MRC在能耗和执行器应力方面表现更优，而PID在跟踪误差上相近但能耗更高。
2025-11-20 cs.SY eess.SY
Wireless for Control: Over-the-Air Controller
在闭环无线控制系统中，现有技术的方法规定控制器通过无线通信接收各个传感器测量值，然后将计算的控制信号发送到致动器。我们提出了一个在空中控制器的计划，其中所有的传感器连接到工厂同时发送缩放的传感信号直接到致动器，然后计算反馈控制信号部分在空中和部分由缩放操作在致动器。这种空中控制器基本上采用空中计算概念来计算闭环无线控制系统的控制信号。与现有技术的传感器到控制器和传感器到致动器通信方法相比，空中控制器利用多址无线信道的叠加特性，在单个通信资源单元中完成大量感测信号的通信和计算。因此，所提出的方案可以通过不需要专用控制器的简单网络架构在低致动延迟和低无线资源利用率方面获得显著的益处。数值结果表明，我们提出的空中控制器实现了一个巨大的拓宽的稳定区域的采样时间和延迟，并显着减少的控制信号的计算误差。
2021-05-27 cs.NI cs.SY eess.SY
Resilient Feedback Controller Design For Linear Model of Power Grids
Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）
本文设计了针对受传感器和执行器攻击的线性时不变系统鲁棒控制器，提出概率攻击模型，推导了攻击下的观测器和控制器，利用Lyapunov函数方法证明系统在输出反馈控制器下具有指数均方稳定性，仿真结果验证了控制器设计的有效性。
2018-07-18 cs.SY eess.SY
Attack Analysis and Resilient Control Design for Discrete-time Distributed Multi-agent Systems
Michigan State University（密歇根州立大学）
本文研究了对离散时间分布式多智能体系统造成的网络攻击的负面影响，并提出了一种针对传感器和执行器攻击的缓解方法。通过分析攻击如何传播并影响其他节点，展示了攻击如何导致系统不稳定，并设计了分布式自适应攻击补偿器以实现安全一致性。
2019-05-14 cs.MA cs.SY eess.SY
