Passivity based Stability Assessment for Four types of Droops for DC Microgrids
该研究针对直流微电网的四类升压变换器下垂控制，基于无源性概念结合EN 50388-2标准，通过低通滤波器和母线阻抗推导设计无源控制器，并经带恒功率负载的单变换器微电网仿真验证了方法有效性。
2024-09-17 cs.SY eess.SY
Robust Passivity-Based Control of Boost Converters in DC Microgrids
University of Groningen（格罗宁根大学）；RSE S.p.A.（意大利电力研究公司）
本文提出了一种鲁棒且去中心化的被动控制方案，用于通过Boost变换器调节直流微电网的电压，建立了包含未知'ZIP'负载的局部被动性性质，并通过实验验证了所提控制方案的有效性。
2019-03-04 cs.SY eess.SY
A Unifying Passivity-Based Framework for Pressure and Volume Flow Rate Control in District Heating Networks
针对区域供热网络水力动态失稳问题，提出基于无源性的统一框架，设计分散式压力与体积流量控制器，利用EIP特性和LaSalle不变性原理保证网格化时变拓扑下任意强制水力平衡的渐近稳定性。
2023-05-20 cs.SY eess.SY
Network-Independent Incremental Passivity Conditions for Grid-Forming Inverter Control
本文针对含逆变器接口可再生能源的电网大信号稳定性问题，证明构网型逆变器的HAC方案具备端口增量无源性且可分散验证，可保障任意网络下的全局暂态稳定性，小信号下仍保持无源性，并通过案例验证了相关特性。
2025-06-17 cs.SY eess.SY math.OC
Voltage control of DC networks: robustness for unknown ZIP-loads
在本文中，我们提出了一种新的无源性为基础的控制技术的直流电力网络，包括所谓的ZIP负载，即，具有未知恒定阻抗（Z）、电流（I）和功率（P）分量的并联组合的非线性负载。更准确地说，我们提出了一种新的无源输入和存储功能的基础上，所谓的混合电位功能介绍了布雷顿和莫泽，导致一种新的无源性与输出端口变量等于一阶导数的电压。从现有的文献中的结果，其中Z，P和电压参考的限制（充分）条件被假定为满足，我们建立了一个无源性性质的每一个正的电压参考和每一种类型的负载。因此，我们开发了一种新的分散无源性为基础的控制方案，是强大的不确定性影响ZIP负载。
2019-07-23 cs.SY eess.SY
A Discussion on Stabilization of Frequency Control for Power Systems
如何以分散的方式切实保持大规模电力系统的频率稳定性是一个简单而重要的问题。换句话说，有没有可能在不了解其他受控区域和不太了解网络结构的情况下设计任何本地控制器？针对局域物理相互作用的特殊性质，本文提出了两种解决这一问题的理论。首先，无源性理论是一个候选人的频率控制问题使用摆动方程。基于摆动动力学的无源性，可以通过为每个局部区域设计无源控制器来保证系统的稳定性。进一步将无源性方法推广到具有未知通信时延的递阶分散控制系统。其次，讨论了广义频率变量在面积控制误差频率控制问题中的应用。每个局部控制器被设计成使得每个局部子系统遵循标称模型集。利用GFV理论，我们提出了三个条件，充分保证系统的稳定性。该条件可以方便地通过由GFV和物理相互作用矩阵的特征值建立的有限不等式集进行检验。通过数值模拟的设计实例，讨论了两种理论的有效性、局限性和挑战性。
2020-10-12 cs.SY eess.SY
A Unified Passivity-Based Framework for Control of Modular Islanded AC Microgrids
孤岛式交流微网的电压和频率控制是为了稳定由负载和拓扑结构变化引起的先验未知的微网平衡。本文提出了一个统一的控制框架，同时保证这种稳定性，允许模块化的ImGs互连多个子系统，即动态RLC线路，非线性恒阻抗，电流，功率（ZIP）和指数（EXP）负载，逆变器为基础的分布式发电机组（DGU）控制不同类型的主控制器。该框架的基本思想是基于一个平衡独立的被动性（EIP）的ImG子系统，这使得稳定性证书的ImG平衡，而无需他们明确的知识。为了使DGU EIP，我们提出了一种分散控制器综合算法的基础上端口哈密顿系统（PHSs）。我们还表明，EIP，是稳定的关键，提供了一个总体框架，可以包括其他解决方案，在文献中。此外，我们提供了一个新的参数的基础上，拉萨尔定理证明渐近电压和频率稳定。最后，我们利用PHS DGU模型固有的EIP特性，分析了执行器饱和对稳定性结果的影响。基于中压网络的CIGRE基准，理论研究结果得到了现实模拟的支持。
2021-04-06 cs.SY eess.SY
Geometric Decentralized Stability Certificate for Power Systems Based on Projecting DW Shells
School of Robotics and Automation, Nanjing University（南京大学机器人与自动化学院）；Department of Information Technology and Electrical Engineering, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院信息技术与电气工程系）
本文提出基于DW壳和投影的几何去中心化稳定性条件，用于分析电力系统稳定性，提供几何解释并实现可扩展的稳定性评估。
2025-11-26 cs.SY eess.SY
Gain and Phase: Decentralized Stability Conditions for Power Electronics-Dominated Power Systems
本文基于小增益定理与小相位定理提出多变换器系统的分散式稳定性条件，以分散开环方式评估闭环稳定性，计算更轻量且保守性更低，适用于含GFL、GFM及同步发电机的大规模异构电力系统。
2024-01-10 cs.SY eess.SY
Decentralized Parametric Stability Certificates for Grid-Forming Converter Control
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Tsinghua University（清华大学）；Zhejiang University（浙江大学）；Caltech（加州理工学院）
本文提出去中心化框架以保证未来电网中电网形成转换器的小信号稳定性，通过动态环移技术补偿网络动态的被动性缺陷，建立去中心化参数稳定性证书，结合本地设备级控制和网络效应，实现无需集中协调的即插即用操作。
2026-06-09 cs.SY eess.SY
A Robust, Multiple Control Barrier Function Framework for Input Constrained Systems
我们提出了一种新的（第二类）归零控制障碍函数（ZCBF）的安全关键控制，推广了原来的ZCBF方法。我们的方法允许应用到更大类的系统（例如，基于无源性），同时仍然确保鲁棒性，传统的ZCBF的建设是困难的。我们还提出了一个局部Lipschitz连续控制律，处理多个ZCBF，同时尊重输入约束，这是目前不可能与现有的ZCBF方法。我们应用所提出的概念，在一个障碍丰富的环境中的单播导航。
2022-05-27 cs.SY eess.SY
Decentralized Control Barrier Functions for Coupled Multi-Agent Systems under Signal Temporal Logic Tasks
我们研究了在一组信号时序逻辑任务下控制多智能体系统的问题。信号时序逻辑是一种用于表达动力系统的时间和空间约束的形式化方法。最近的方法来解决信号时序逻辑任务下的单智能体系统的控制综合问题，然而，受到高计算复杂度。多代理系统的方法至少与代理的数量成线性关系，并导致更高的计算负担。我们提出了一个计算效率高的控制策略来解决多智能体控制合成问题，结果在一组信号时序逻辑任务的鲁棒满意度。特别地，提出了一种基于时变控制障碍函数的分散反馈控制律。所得到的控制律是不连续的，并通过非光滑分析提供了形式保证。仿真结果表明了该方法的有效性。
2020-11-25 cs.SY eess.SY
Decentralized Merging Control of Connected and Automated Vehicles to Enhance Safety and Energy Efficiency using Control Barrier Functions
本研究提出一种基于去中心化控制屏障函数的网联自动驾驶车辆高速合流控制方法，采用预测-校正循环协商无优先级车辆动作，经蒙特卡洛仿真验证，相比先入先出方法及中心化控制器，在能效、流量和鲁棒性上均有提升。
2025-10-30 cs.SY eess.SY
SEP-NMPC: Safety Enhanced Passivity-Based Nonlinear Model Predictive Control for a UAV Slung Payload System
Department of Earth and Space Science and Engineering, York University（地球与空间科学与工程系，约克大学）
本文提出SEP-NMPC方法，通过结合被动性理论和高阶控制屏障函数，实现无人机悬挂载具系统的稳定性与安全性保障。
2026-03-09 cs.RO cs.SY eess.SY
Interconnection of (Q,S,R)-Dissipative Systems in Discrete Time
针对离散时间系统无源性应用受限的问题，提出利用二次型供给率直接在离散时间下应用耗散性，推导了任意拓扑互联非线性系统的分散(Q,S,R)-耗散稳定条件及线性系统的线性耗散控制条件，并通过孤岛微电网数值算例验证有效性。
2024-06-24 cs.SY eess.SY math.OC
Decentralized Voltage Control of AC Microgrids with Constant Power Loads using Control Barrier Functions
University of Patras（帕特雷大学）
本文提出基于控制屏障函数的非线性去中心化电压控制器，用于调节高渗透时间变化恒功率负载的交流微电网，通过级联结构确保状态轨迹有界并收敛至期望电压。
2025-12-19 cs.SY eess.SY
Decentralized Observer Design for Virtual Decomposition Control
Tampere University（坦佩雷大学）
在本文中，我们将速度观测器的设计到虚拟分解控制（VDC）策略的$n$ -自由度开链机器人机械手。从VDC策略下降，所提出的设计是基于将$n$ -DoF机械手分解为子系统，即，刚性连杆和关节，对于这些刚性连杆和关节，可以在本地实现分散的观测器-观测器实现。类似于VDC，合并的干扰观测器的设计是基于无源性的，我们表明，它实现了半幂指数收敛的跟踪误差。基于观测器和控制器误差动态特性，利用李雅普诺夫函数进行了收敛性分析。所提出的设计证明在一个2自由度的开链机器人机械手在垂直平面的仿真研究。
2021-05-27 cs.RO cs.SY eess.SY
Decentralized On-Ramp Merging Control of Connected and Automated Vehicles in the Mixed Traffic Using Control Barrier Functions
互联车辆与自动驾驶车辆（CAV）的协同控制是缓解交通拥堵、提高交通安全的有效途径，特别是在入口匝道瓶颈路段。然而，在混合交通中，人类驾驶车辆（HDVs）的不确定性使得CAV的入口匝道并入控制更具挑战性。针对混合交通条件下高速公路入口匝道的CAV合流控制问题，提出了一种分散最优控制方法。我们首先制定的最优合并控制问题，其中包括安全和车辆动力学的约束，以最小化行程时间和能源消耗的目标。然后，提出了一种结合控制障碍函数和控制李雅普诺夫函数的控制框架。CBF使系统受到安全关键约束，而CLF使系统稳定到目标。此外，为了有效控制混合交通流中的CAV，提出了一种递归合并控制框架，将HDV视为干扰，CAV重复收集周围车辆的状态并递归更新其轨迹，以满足严格的合并要求。最后，合并问题被重新表述为一个二次规划问题，它允许实时应用。仿真结果表明，所提出的入口匝道合流控制方法具有较强的鲁棒性，能有效地抑制HDV的干扰，提高车辆的通行效率和节能效果。
2021-11-01 cs.SY eess.SY
Adaptive Control for Flow and Volume Regulation in Multi-Producer District Heating Systems
流量和存储量调节对于区域供热系统中能源的充分运输和管理至关重要。在这封信中，我们提出了一种新的和适当定制的-分散-自适应控制计划解决这个问题，同时提供闭环稳定性保证。我们专注于一个系统配置，包括多个热生产者，消费者和存储罐通过一个共同的分配网络交换能量，这是现代和未来的区域供热装置的特点。所提出的控制器是基于无源性，反推和（间接）自适应控制理论。
2021-05-05 cs.SY eess.SY
Decentralized Vehicle Coordination and Lane Switching without Switching of Controllers
本文提出一种基于高阶控制屏障函数和Lyapunov函数的分散式控制器，通过协调函数实现无需控制器切换的安全变道与碰撞避免。
2023-05-08 cs.SY eess.SY
Decentralized and Equilibrium-Set-Oriented Stability Analysis and Control for Power Systems
Xi’an Polytechnic University（西安工业大学）；Tsinghua University（清华大学）
针对传统电力系统稳定性分析的中心化及单平衡点局限，提出基于IODP的去中心化平衡集稳定分析与控制框架，经IEEE 39母线系统验证，可实现可变工况下的可扩展稳定控制。
2026-09-02 cs.SY eess.SY
Capability-Aware Heterogeneous Control Barrier Functions for Decentralized Multi-Robot Safe Navigation
Department of Computer Science and Engineering, Texas A&M University（德克萨斯A&M大学计算机科学与工程系）；Department of Computer Science, University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校计算机科学系）
本文提出CA-HCBF框架，通过统一动力学模型和能力度量，实现异构机器人团队的安全一致性和能力感知协调，提升安全性和任务效率。
2026-11-04 cs.RO cs.SY eess.SY
Modeling and Control of High-Voltage Direct-Current Transmission Systems: From Theory to Practice and Back
Laboratoire des Signaux et Systèmes de Centrale Supélec（中央苏佩莱克信号与系统实验室）；Alstom Grid（阿尔斯通电网）
本文研究多终端高压直流输电系统建模与控制，提出统一建模框架，证明PI控制可全局渐近稳定，揭示PI控制的瞬态性能限制，并提出外环控制克服限制，通过仿真验证性能提升。
2015-06-05 cs.SY eess.SY
Model Predictive Frequency Control Employing Stability Constraints
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出基于Lyapunov理论和被动性概念的模型预测控制方案，用于能量存储单元的频率控制，并在单区域和双区域电力系统中验证了闭环稳定性与控制性能。
2014-05-26 cs.SY eess.SY
Safe Decentralized Multi-Agent Control using Black-Box Predictors, Conformal Decision Policies, and Control Barrier Functions
Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）
针对去中心化多智能体机器人场景中黑盒模型预测轨迹不确定的安全控制挑战，提出基于共形决策理论自适应调整控制障碍函数约束严格程度的方法，合成平衡安全与任务的控制器，并在Stanford Drone Dataset中验证了性能。
2025-03-07 cs.MA cs.RO cs.SY
Learning Safe Multi-Agent Control with Decentralized Neural Barrier Certificates
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）
我们研究了多智能体安全控制问题，其中智能体应避免碰撞静态障碍物和相互碰撞，同时达到自己的目标。我们的核心思想是学习多智能体控制策略，学习控制屏障功能作为安全证书。我们提出了一种新的联合学习框架，可以以分散的方式实现，并为某些函数类提供泛化保证。这样一个分散的框架可以适应任意数量的代理。在此框架的基础上，我们进一步提高了可扩展性，通过将神经网络架构，是不变的数量和排列的相邻代理。此外，我们提出了一个新的自发的政策细化方法，以进一步加强在测试过程中的证书条件。我们提供了大量的实验来证明，我们的方法显着优于其他领先的多智能体控制方法在保持安全性和完成原始任务。我们的方法还显示出特殊的泛化能力，在一个场景中，控制策略可以用8个代理进行训练，而在复杂的多代理环境和动态中，控制策略可以用多达1024个代理进行训练。
2021-04-17 cs.AI cs.MA cs.SY
Safety during Transient Response in Direct Current Microgrids using Control Barrier Functions
我们考虑的问题，保证瞬态电压和电流保持在规定的范围内的直流（DC）微电网，当控制器没有获得准确的系统动态，由于负载是未知的和/或时变的。为了实现这一点，我们提出了一种基于优化的控制器设计使用控制障碍函数。我们表明，所提出的控制器具有分散的结构，是鲁棒的系统参数，如负载的精确值的不确定性。
2021-02-04 cs.SY eess.SY
Safe Decentralized Density Control of Multi-Robot Systems using PDE-Constrained Optimization with State Constraints
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出了一种去中心化优化密度控制器，通过设计去中心化控制屏障函数，确保局部安全约束下的全局安全。采用Fokker-Planck方程建模机器人空间概率密度函数，降低计算和通信开销，通过四架四旋翼飞行器的仿真和实验验证有效性。
2025-10-23 cs.SY eess.SY
Deadlock-free, Safe, and Decentralized Multi-Robot Navigation in Social Mini-Games via Discrete-Time Control Barrier Functions
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Sony AI, America（美国索尼人工智能公司）
针对受限空间中多机器人导航的安全与死锁问题，提出基于离散时间控制屏障函数的去中心化最优滚动时域控制方法，通过最小干预扰动至活性集实现无死锁，实验证明其优于现有中心化与去中心化方法。
2025-01-24 cs.GT cs.MA cs.RO
Safe and Energy-Aware Decentralized PDE-Constrained Optimization-Based Control of Multi-UAVs for Persistent Wildfire Suppression
University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出一种安全节能的多无人机灭火控制框架，通过集中密度控制器与局部信息扩展实现火灾特定控制Lyapunov函数，确保危险区避障和充电区域可达性。
2026-10-06 cs.SY eess.SY
Decentralized Time and Energy-Optimal Control of Connected and Automated Vehicles in a Roundabout
本文考虑了控制互联和自动驾驶车辆（CAV）通过三入口环形交叉口的问题，以便联合最小化行程时间和能量消耗，同时提供速度相关的安全保证，以及满足速度和加速度约束。首先，我们设计了一个系统的方法来动态地确定安全约束，并推导出无约束的最优控制解。联合最优控制和障碍函数（OCBF）的方法，然后有效地获得一个控制器，最佳地跟踪无约束的最优解，同时保证所有的约束。仿真实验进行比较的最优控制器的基线人类驾驶的车辆显示有效性下对称和不对称的环岛配置，平衡和不平衡的交通流量和不同的排序规则的CAV。
2021-04-13 cs.SY eess.SY
Auction-Based Responsibility Allocation for Scalable Decentralized Safety Filters in Cooperative Multi-Agent Collision Avoidance
German Aerospace Center (DLR), Institute of Flight Systems（德国航空航天中心（DLR）飞行系统研究所）
提出基于高阶控制屏障函数和拍卖责任分配的可扩展去中心化安全滤波器，通过非对称分配约束减少计算负荷，实现多智能体协同避碰。
2026-06-19 cs.SY eess.SY
Negotiating Highway Interchange Traffic with a Decentralized Instability-Driven CBF-based Algorithm
Southwest Research Institute（西南研究院）
本文提出了一种去中心化不稳定性驱动的CBF算法，用于高效处理高速公路交汇车道的换道问题，通过控制器调节和不稳定性速度优化车辆群的性能。
2025-11-30 cs.SY eess.SY
Constructive barrier feedback for collision avoidance in leader-follower formation control
本文提出一种用于智能体避障的构造性障碍反馈，将其与标称跟踪控制器结合形成分布式控制策略，解决了领航者-跟随者编队控制中的避障问题，避免了传统方法的可行性问题且计算效率更高。
2023-10-22 cs.SY eess.SY
Combinatorial Safety-Critical Coordination of Multi-Agent Systems via Mixed-Integer Responsibility Allocation and Control Barrier Functions
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Seoul National University（首尔大学）
本文提出通过混合整数规划和控制屏障函数实现多智能体系统的安全关键协调，以提高避障效率和减少计算复杂性。
2026-03-05 cs.SY eess.SY
Decentralized Optimal Control in Multi-lane Merging for Connected and Automated Vehicles
我们解决的问题，最佳控制连接和自动驾驶汽车（CAV）从两个多车道的道路到达并合并在多个点，其目标是共同最大限度地减少旅行时间和能源消耗的每个CAV受到速度依赖的安全约束，以及速度和加速度的限制。这个问题在两条单车道道路的先前工作中得到了解决。直接扩展到多车道的道路是有限的，所需的计算复杂性，以获得一个明确的最优控制解决方案。相反，我们提出了一个通用的框架，将多车道合并问题转化为一个分散的最优控制问题，为每个CAV在一个不太保守的方式。为了实现这一点，我们采用了联合最优控制和障碍函数的方法，有效地得到一个最优控制，为每个CAV的所有约束的保证满意。仿真例子包括比较所提出的框架的性能，由人类驾驶的车辆提供的基线与结果显示显着改善的时间和能源指标。
2020-05-30 cs.SY eess.SY
Decentralized CBF-based Safety Filters for Collision Avoidance of Cooperative Missile Systems with Input Constraints
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
针对多飞行器拦截场景，提出基于鲁棒控制屏障函数的去中心化安全滤波器，通过事件触发和松弛变量优化实现碰撞避免，兼顾计算效率与可扩展性。
2026-06-19 cs.SY eess.SY
Decentralized Safety-Critical Control of Resilient DC Microgrids with Large-Signal Stability Guarantees
针对直流微电网现有初级控制器缺乏严格安全保证、易牺牲扩展性等问题，提出结合控制屏障函数与端口哈密顿理论的分布式安全关键控制器，实现分散式可扩展安全镇定，经仿真验证在多故障场景下具备优势。
2025-09-04 cs.SY eess.SY
Online decentralized decision making with inequality constraints: an ADMM approach
我们讨论了一个在线分散决策问题的代理人耦合仿射不等式约束。交替方向乘子法（ADMM）作为计算引擎，我们讨论了在线设置的算法的收敛性。具体来说，当决策必须以固定的时间步长顺序做出时，ADMM可能没有足够的时间在场景改变之前收敛，并且需要更新决策。在这种情况下，一个次优的解决方案，我们分析的最优性差距的收敛条件。此外，在许多情况下，决策问题随着时间的推移而逐渐变化。我们提出了一个热启动方案，以加快ADMM的收敛速度，并分析了热启动的好处。所提出的方法在一个分散式多智能体控制障碍函数问题中进行了仿真验证。
2020-11-19 cs.SY eess.SY math.OC
Decentralized Safe and Scalable Multi-Agent Control under Limited Actuation
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Delhi Technological University（德里技术大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
针对现有多智能体控制方法难以同时兼顾安全性、驱动约束满足、死锁预防与大规模可扩展性的问题，提出融合神经ICBF、嵌入式MPC-ICBF及梯度优化死锁缓解的去中心化算法，在千级智能体场景下实现安全高效控制。
2024-09-15 cs.MA cs.RO cs.SY
On Compatibility and Region of Attraction for Safe, Stabilizing Control Laws
提出了一种新的控制方法，以确保安全，稳定的控制律，即兼容，非线性仿射系统渐近稳定性与约束满足同时满足结果依赖于渐近稳定的控制律和归零控制障碍函数（ZCBF），但不需要控制李雅普诺夫函数（CLF）。定义了吸引区域的充分条件，使所提出的控制安全地稳定系统，同时保持原稳定控制律的递减李雅普诺夫函数。所提出的用于非线性仿射系统的方法需要在状态空间的相当大的部分上检查系统动态的条件，这在计算上可能是昂贵的。为了便于搜索的兼容性，我们扩展的结果，一类非线性系统，包括机械系统，一种新的控制器的设计，以保证无源性，安全性和稳定性。数值例子被用来证明所提出的技术。
2022-04-21 cs.SY eess.SY
Secondary frequency control with on-off load side participation in power networks
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）
本文研究了电力网络中通过开关闭合参与提供辅助服务的去中心化二次频率调节问题，提出了一种滞回开关闭合策略，以保持系统稳定性并减少实际应用中的振荡问题。
2019-09-14 cs.SY eess.SY math.OC
A General Framework for Decentralized Safe Optimal Control of Connected and Automated Vehicles in Multi-Lane Intersections
我们解决的问题，最佳控制连接和自动驾驶汽车（CAV）从四个多车道的道路到达一个交叉口，他们在安全穿越（包括转弯）方面的冲突，没有碰撞。目标是在确保安全的同时，共同最大限度地减少每辆CAV的旅行时间和能耗。这个问题在单车道道路的先前工作中得到解决。直接扩展到每条道路上的多个车道是有限的，所需的计算复杂性，以获得显式的最优控制解决方案。相反，我们提出了一个一般的框架，首先转换成一个分散的最优控制问题，每个CAV的多车道交叉口的问题，保守的安全约束比以前的工作。然后，我们采用了一种方法相结合的最优控制和控制障碍函数，已被证明有效地跟踪易处理的无约束的最优CAV轨迹，同时也保证满足所有的约束。仿真实例表明，该框架下的对称和非对称的交叉口几何形状和不同的CAV排序方案的有效性。
2020-10-06 cs.SY eess.SY math.OC
Collision Avoidance and Liveness of Multi-agent Systems with CBF-based Controllers
在本文中，我们考虑使用控制障碍函数（CBF）避免碰撞的多智能体导航。在非通信代理的情况下，我们考虑安全保证水平和活性之间的权衡-在短时间内到达目的地而不需要大的弯路或交通堵塞的能力。我们比较了几个CBF为基础的驾驶政策对基准建立的集中式控制器，需要通信。正在比较的策略之一（CCS 2）是新的，并且跨越了仅可用本地控制的策略与更复杂的预测-校正冲突避免（PCCA）策略之间的空间，该PCCA策略基于观察到的行为调整每个人的控制动作的本地副本。本文为集中式、PCCA和CCS2策略建立了可行性。蒙特卡洛模拟表明，分散的，只有主机的控制策略相比，在计算中使用所有的控制输入，PCCA政策表现同样好，集中式相比，缺乏活性，即使它是分散的。
2020-12-18 cs.SY eess.SY
Decentralized Electric Vehicle Charging Control via a Novel Shrunken Primal Multi-Dual Subgradient (SPMDS) Algorithm
大量电动汽车（EV）的充电过程需要协调和控制，以减轻其对配电网的影响并提供各种电网服务。然而，现有EV充电控制范例的可扩展性受到EV数量或配电网络维度的限制，这在很大程度上削弱了EV的聚合服务能力和适用性。为了克服可扩展性障碍，本文以填谷服务的最优调度问题为动机，（1）提出了一种新的基于EV分组的降维方法（原始决策变量）和建立电压（2）提出了一种新的分散收缩原始多重对偶次梯度算法（SPMDS）优化算法来解决这个降维问题。所提出的基于SPMDS的控制框架不需要EV之间的通信，在原始次梯度更新中减少了超过43%的计算成本，并且在双次梯度更新中减少了高达68%的计算成本。通过对改进的IEEE 13节点测试馈线和改进的IEEE 123节点测试馈线的仿真，证明了所提出的算法的效率和有效性。
2020-03-31 cs.SY eess.SY math.OC
Connectivity Preserving Decentralized UAV Swarm Navigation in Obstacle-laden Environments without Explicit Communication
Kyoto University of Advanced Science（京都先进科学大学）；Okayama University（冈山大学）
本文针对障碍物环境下无人机集群在无显式通信时的导航问题，提出基于控制障碍函数的新型控制方法，克服现有人工势场方法的缺陷，通过优化或近似修正控制输入，经仿真和真实实验验证有效性。
2024-11-28 cs.RO cs.SY eess.SY
Fully Decentralized and Safety-Aware Multi-Agent Reinforcement Learning for Control on Networks
Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文提出一种完全分布式且安全感知的多智能体强化学习算法，通过图编码器与状态估计器增强系统感知，并利用控制屏障启发式减少节点忽视，在持续监测等网络控制问题上实现比集中式策略低26.3%的平均不确定性。
2026-09-30 cs.MA cs.SY eess.SY
Neural Graph Control Barrier Functions Guided Distributed Collision-avoidance Multi-agent Control
本文提出基于图控制屏障函数（GCBF）的分布式多智能体避碰控制方法，利用图神经网络学习GCBF证书与控制策略，并支持LiDAR点云输入，在超千智能体规模下显著优于MAPPO和MDCBF。
2023-11-21 cs.SY eess.SY
Adaptive Deadlock Avoidance for Decentralized Multi-agent Systems via CBF-inspired Risk Measurement
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of North Carolina at Charlotte（北卡罗来纳大学夏洛特分校）
本文提出统一CLF与CBF的去中心化安全控制框架，利用受CBF启发的风险度量自适应激活辅助死锁解决机制，从而避免多智能体停滞并提升任务效率。
2025-03-09 cs.RO cs.SY eess.SY
Modal Barriers to Controllability in Networks with Linearly-Coupled Homogeneous Subsystems
Washington State University（华盛顿州立大学）
研究线性耦合同构子系统的网络可控性，区分不变模态和特殊重复模态对可控性的影响，揭示网络结构对可控性的阻碍作用。
2018-05-05 cs.SY eess.SY math.OC
Decentralized Goal Assignment and Safe Trajectory Generation in Multi-Robot Networks via Multiple Lyapunov Functions
GRASP Lab, School of Engineering and Applied Science, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院GRASP实验室）
本文研究了在仅本地通信可用的情况下多机器人网络的去中心化目标分配与轨迹生成问题，提出了一种基于切换系统和集合不变性方法的解决方案。通过使用一组李雅普诺夫-like函数编码候选目标分配的局部决策，使连接的代理选择最短总距离到目标的分配。当最优分配可能导致碰撞轨迹时，使用另一组李雅普诺夫-like屏障函数来维持系统安全并保持收敛保证。所提出的切换策略产生计算高效且可扩展的反馈控制策略，适用于在有限信息共享下机器人网络的快速响应部署。
2019-10-03 cs.MA cs.RO cs.SY
LIVEPOINT: Fully Decentralized, Safe, Deadlock-Free Multi-Robot Control in Cluttered Environments with High-Dimensional Inputs
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
提出 LIVEPOINT 去中心化框架，直接基于点云构建通用 CBF，并用对称交互度量调节速度，实现动态杂乱环境中安全、无死锁且平滑的实时多机器人导航。
2025-03-17 cs.MA cs.RO cs.SY
Asymmetric Design of Control Barrier Function for Multiagent Autonomous Robotic Systems
Tokyo Institute of Technology（东京工业大学）
针对多智能体机器人系统在极端聚集场景下控制屏障函数无解的问题，提出基于绝对速度权重的不对称约束设计，实现分布式碰撞避免，并在仿真与真实机器人上验证有效性。
2023-11-12 cs.RO cs.SY eess.SY
Secure Control of Connected and Automated Vehicles Using Trust-Aware Robust Event-Triggered Control Barrier Functions
针对互联自动驾驶车辆网络在V2X通信和传感器噪声下的安全威胁，提出信任感知鲁棒事件触发去中心化控制与协调框架，通过维护信任指标平衡保守性与安全性，实现攻击检测与缓解，并在SUMO和CARLA仿真中验证了其有效性。
2024-03-25 cs.SY eess.SY
