Safe Optimal Interactions Between Automated and Human-Driven Vehicles in Mixed Traffic with Event-triggered Control Barrier Functions
针对混合交通中HDV行为未知且难预测的问题，提出基于事件触发CBF的在线模型估计与数据驱动安全控制框架，将CAV最优控制转化为事件触发二次规划，确保无碰撞并验证其鲁棒性。
2023-10-01 cs.SY eess.SY
Event-triggered Boundary Control of Mixed-autonomy Traffic
针对混合自主交通系统的振荡抑制问题，提出基于4×4双曲偏微分方程的事件触发边界控制方法，结合反步控制器与动态触发条件，证明闭环系统指数稳定，仿真验证有效并分析了AV跟车间距的影响。
2024-09-14 cs.SY eess.SY math.AP
Chaos and order in event-triggered control
事件触发控制（ETC）声称提供了极大的减少采样频率相比，周期性采样，但很少有正式了解其产生的流量。这项工作表明，ETC可以表现出非常复杂的，甚至混乱的交通，特别是当触发条件是积极的减少通信。首先，我们通过观察通过原点的不变直线和平面，以及它们的吸引性来描述极限交通模式。然后，我们提出了基于抽象的方法来计算极限指标，如极限平均和极限劣样本间时间（IST）的周期ETC（PETC），考虑到这些指标的鲁棒性，以及测量混沌的出现。方法和工具使我们能够找到ETC的例子，证明优于定期采样的平均IST。特别是PETC，我们证明，这需要非周期性或混乱的交通。
2022-02-09 cs.SY eess.SY
Abstracting the Traffic of Nonlinear Event-Triggered Control Systems
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出了一种用于抽象非线性事件触发控制系统的框架，通过可达性分析和等时 manifold 方法，实现了对不确定系统的采样行为建模与调度。
2021-06-15 cs.SY eess.SY math.OC
Event-Triggered Regulation of Mixed-Autonomy Traffic Under Varying Traffic Conditions
针对由人类驾驶车辆与自动驾驶车辆组成的混合自主交通系统，本文基于扩展ARZ模型提出带观测器的事件触发匝道控制框架，可在低控制更新成本下稳定交通流、缓解拥堵。
2025-11-17 cs.SY eess.SY
Performance-Barrier Event-Triggered PDE Control of Traffic Flow
本文提出基于性能障碍的事件触发PDE反步设计，通过可变限速稳定交通流振荡，相比常规ETC减少了控制更新，并在仿真中显著提升了驾驶员舒适度与安全性。
2025-03-06 cs.SY eess.SY
Scalable Traffic Models for Scheduling of Linear Periodic Event-Triggered Controllers
研究了多个事件触发控制（ETC）环路共享网络时的传输建模和调度问题。我们提出了一种方法来建立一个符号交通模型的周期性ETC（PETC），通过建设提供了一个精确的模拟这种交通。该模型是在这样一种方式，以避免组合爆炸，这是典型的符号模型在许多应用程序。它增加了早期触发动作，调度程序可以使用这些动作来缓解通信冲突。完整的网络化控制系统，然后建模为一个网络的定时游戏自动机，现有的工具可以生成一个策略，避免通信冲突，同时保持早期触发到最低限度。通过构造，我们提出的符号模型是PETC的商模型。它的构建速度相对较快，并且几乎不会生成虚假转换。最后，我们展示了一个数值例子的建模和调度。
2021-03-12 cs.SY eess.SY
ETCetera: beyond Event-Triggered Control
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
ETCetera是一个用于分析和合成事件触发控制系统采样行为的Python库，提供抽象模型和调度器合成功能。
2022-03-10 cs.SY eess.SY
Context-triggered Abstraction-based Control Design
本文提出两层抽象化控制综合方法，利用下层不变集、吸引域与上层有限博弈求解，为非线性系统自动设计满足上下文相关 LTL 规范且可扩展的混合控制器。
2023-08-14 cs.GT cs.SY eess.SY
Traffic Characterization of Event-Triggered Control Systems: A Geometric-Algebraic Perspective
School of Automation, Central South University（中南大学自动化学院）
本文从几何-代数角度刻画事件触发控制系统的触发行为，通过将事件间时间转移关系的可行性建模为非凸二次约束满足问题并转化为线性锥问题，提出确定可行转移关系的充要条件及计算算法，数值仿真展示了参数σ对可行性的影响。
2026-05-30 cs.SY eess.SY
Computing the average inter-sample time of event-triggered control using quantitative automata
事件触发控制（ETC）由于其减少联网设备中的资源利用的能力而成为信息物理系统中的主要近期发展。然而，虽然大多数ETC文献报告的模拟表明控制所需的采样大量减少，但迄今为止还没有方法能够量化这些结果。在这项工作中，我们提出了一种方法，通过有限状态的抽象来做正式量化的交通所产生的ETC的线性系统，特别是旨在计算其最小的平均采样间时间（SAIST）。该方法涉及通过$l$ -完全抽象来抽象业务模型，在与之相关联的图中找到最小平均长度的循环，并验证该循环是否是无限循环的业务模式。该方法被证明是足够小的模型不确定性的鲁棒性，这使得它的应用程序来计算的非线性系统的ETC的SAIST。
2022-02-09 cs.SY eess.SY
Makespan minimization of Time-Triggered traffic on a TTEthernet network
越来越多的现代应用和系统的可靠性在很大程度上取决于互连技术。例如，在汽车或航空电子工业中，通常需要交换多媒体数据以及安全相关信息的复杂系统对通信的高带宽和确定性行为提出了要求。TTEthernet是一种面向这些需求而开发的协议，它提供了高达1，Gbit/s的以太网带宽，并通过遵循预定时间表的时间触发消息传输来增强其确定性。因此，综合一个好的调度，满足所有的实时性要求是至关重要的整个系统的性能。在本文中，我们研究的概念，创建的时间触发的交通，同时最大限度地减少其完工时间的通信计划。其目的是最大限度地提高每个集成周期中剩余流量类别的不间断间隙。所提供的调度算法，基于资源受限的项目调度问题的公式化和负载均衡启发式，即使对于工业规模的实例，也在5分钟内获得接近最优的（非紧下限的15%以内）解决方案。所提供的方法的通用性允许根据特定的工业需求容易地修改或扩展问题陈述。最后，根据事件触发交通的最坏情况延迟分析，通过具有孔隙度的调度概念证明了所研究的最大完工时间最小化概念的合理性。
2020-06-20 cs.NI cs.SY eess.SY
Compositional Abstractions of Interconnected Discrete-Time Switched Systems
在本文中，我们介绍了一种组合方法的互联离散时间切换系统的有限抽象的建设。特别是，我们使用的概念，所谓的交替模拟功能之间的关系，每个切换子系统和它的有限抽象。基于一些小增益类型的条件下，我们使用这些交替模拟功能的组合构造一个整体交替模拟功能之间的关系，有限的抽象和切换子系统的互连。这种整体交替模拟功能允许一个量化的输出行为之间的不匹配的切换子系统的互连和它们的有限抽象。此外，我们提供了一种方法来构建有限的抽象与其相应的交替模拟功能的离散时间切换子系统的标准假设下，确保增量输入到状态稳定性的切换子系统。最后，我们将我们的研究结果应用到道路交通模型，通过构建一个有限的抽象组成的网络包含$50$细胞的$1000$米。我们使用构造的有限抽象作为替代品，设计控制器的组成保持交通密度低于$30$车辆每细胞。
2021-09-28 cs.SY eess.SY
Computing the sampling performance of event-triggered control
在网络控制系统中，事件触发控制（ETC）由于其据称的资源使用减少能力而成为一个主要的主题。然而，这主要是支持数值模拟，很少是正式知道的交通所产生的ETC。这项工作设计了一种方法来估计，并在某些情况下，准确地确定，最小平均采样间时间（MAIST）产生的周期性事件触发控制（PETC）的线性系统。该方法包括使用互模拟精化算法对流量模型进行抽象，并在与之相关的图中找到平均长度最小的循环，这总是给出实际MAIST的下界。此外，如果这个周期与闭环PETC系统的周期解相关，则性能度量是精确的。
2021-03-01 cs.SY eess.SY
A Formal Traffic Characterization of LTI Event-triggered Control Systems
Delft Center for Systems and Control, Delft University of Technology（代尔夫特系统与控制中心，代尔夫特理工大学）
本文提出一种形式化方法，用于推导抽象系统，以捕捉LTI系统中事件触发策略的采样行为，并将其等价于时序自动机。
2015-06-15 cs.SY eess.SY
Adaptive Event-triggered Formation Control of Autonomous Vehicles
针对自主车辆纵横向运动不确定性，提出基于采样观测器与自适应反步控制的三种事件触发编队机制，保证误差有界且无 Zeno 行为，并在三类交通场景仿真中验证其安全与机动性收益。
2025-06-07 cs.SY eess.SY
Abstracting the Sampling Behaviour of Stochastic Linear Periodic Event-Triggered Control Systems
最近，人们一直在努力理解事件触发控制（ETC）的采样行为，以获得关于其采样性能的度量并预测其采样模式。在这方面，捕获ETC系统的采样行为的状态抽象已被证明是有前途的。到目前为止，这样的抽象已被构造为非随机系统。在这里，受此框架的启发，我们通过区间马尔可夫链（IMC）抽象的随机狭义线性周期ETC（PETC）系统的采样行为。特别是，我们定义的函数序列的状态测量和interevent时间，可以表示为折扣的累积和奖励，并计算其预期值的界限，通过构建适当的IMC和装备他们与合适的奖励。最后，我们认为，我们的结果是可扩展的更一般形式的功能，从而提供了一个通用的框架来定义和研究各种ETC抽样指标。
2021-09-27 cs.SY eess.SY math.OC
Uncertainties and output feedback in rollout event-triggered control
事实上，事件触发控制（ETC）往往表现出一个改进的性能-通信权衡比时间触发控制，使它特别有用的网络控制系统（NCS）。然而，已经证明很难先验地表征ETC产生的交通。推出ETC通过使用触发和控制律来解决这个问题，该触发和控制律由最优控制问题（OCP）的解决方案隐式定义，而不是像经典ETC中那样显式定义。这允许直接将预定义的传输流量约束以及状态和输入约束结合起来。在这篇文章中，我们研究了实际相关的情况下，输出，而不是状态测量是可用的，测量以及LTI工厂受到不确定性。为了解决这些挑战，我们适应的方法，从强大的基于管的模型预测控制，并提出了三种不同的策略来实现误差反馈的NCS设置，其适用性取决于执行器的能力。我们建立递归可行性，鲁棒约束满足和收敛。最后，我们用一个数值例子来说明我们的结果。
2022-01-28 cs.SY eess.SY
A Simpler Alternative: Minimizing Transition Systems Modulo Alternating Simulation Equivalence
本文研究控制综合问题中有限状态转移系统的约化（抽象）问题。我们重新审视交替模拟等价（ASE）的概念，一个更宽松的条件比交替互模拟，相关的系统和它们的抽象。与交替互模拟一样，ASE保留了这样的性质，即抽象的控制器的存在对于原始系统的控制器的存在是必要和充分的。此外，作为一个不太严格的条件，ASE可以进一步减少系统，以产生更小的抽象。我们提供了一个算法，产生最小的AS等效抽象。理论结果，然后应用于获得（不）可验证性证书的周期性事件触发的控制系统共享一个通信信道。数值例子说明了结果。
2022-03-03 cs.FL cs.SY eess.SY
Self-triggered MPC robust to bounded packet loss via a min-max approach: extended version
网络化控制系统通常具有有限的通信带宽，因此在设计底层控制和触发律时需要特别小心。允许考虑对通信业务以及对状态和输入的硬约束的方法是自触发模型预测控制（MPC）。在该方案中，使用系统行为的预测来主动确定采样间隔的最佳长度。然而，自触发MPC的先前公式忽略了分组丢失的普遍现象，使得这些方法在实践中可能失败。在本文中，我们提出了一种新的自触发MPC计划，这是强大的有界数据包丢失凭借的最小最大优化问题。我们证明了递归的可行性，约束满足和收敛到原点的任何可能的丢包实现与有界性约束一致，并证明了所提出的方案的优点，在一个数值例子。
2022-09-13 cs.SY eess.SY
Optimal Control of Connected Automated Vehicles with Event-Triggered Control Barrier Functions
我们解决的问题，控制连接和自动驾驶车辆（CAV）在交通网络的冲突地区受到硬安全约束。它已被证明，这样的问题可以解决，通过一个易于处理的最优控制问题的配方和使用的控制障碍函数（CBF），保证所有约束的满意度的组合。这些解决方案可以减少到一系列的二次规划（QP），有效地解决了在线离散时间步长。然而，不能在每个时间步长上保证每个这样的QP的可行性。为了克服这一限制，我们开发了一种事件驱动的方法，这样下一个QP是由正确定义的事件触发，并表明这种方法可以消除不可行的情况下，由于时间驱动的采样间的影响。仿真例子表明，如何整体infeelance可以显着减少与建议的事件触发方案，同时也减少了CAV之间的通信，而不影响性能的需要。
2022-03-22 cs.SY eess.SY
Optimal Control of Connected Automated Vehicles with Event/Self-Triggered Control Barrier Functions
我们解决的问题，控制连接和自动驾驶车辆（CAV）在交通网络的冲突地区受到硬安全约束。它已被证明，这样的问题可以解决，通过一个易于处理的最优控制问题的配方和使用的控制障碍函数（CBF），保证所有约束的满意度的组合。这些解可以简化为一系列二次规划（QP），这些规划可以在离散时间步长上在线有效求解。然而，不能在每个时间步长上保证每个这样的QP的可行性。为了克服这一限制，我们开发了事件触发的方法和自触发的方法，这样下一个QP是由正确定义的事件触发的。我们表明，这两种方法，每个以不同的方式，消除不可行的情况下，由于时间驱动的采样间的影响，从而也消除了需要选择的时间步长的大小。包括仿真例子来比较这两个新的计划，并说明如何整体infeelance可以显着减少，而在同一时间减少CAV之间的通信，而不影响性能的需要。
2022-09-26 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
Event-triggered and distributed model predictive control for guaranteed collision avoidance in UAV swarms
分布式模型预测控制（DMPC）常用于无人机机群的路径规划。然而，它需要在无人机上进行大量计算，导致重量和功耗增加。在这项工作中，我们建议卸载路径规划计算到多个地面计算单元。由于同时通信和重新计算所有的轨迹是不可行的一个大的群体与紧的时间要求，我们开发了一种新的事件触发DMPC，选择一个子集的最相关的无人机轨迹进行重新规划。由此产生的架构降低了无人机的重量和功耗，而主动冗余提供了对计算单元故障的鲁棒性。此外，DMPC保证了具有线性动力学的无人机的可行和无碰撞的轨迹。在模拟中，我们证明了我们的方法可以可靠地规划轨迹，同时节省60%的网络流量和所需的计算能力。硬件在环实验表明，该方法适用于实际四轴飞行器群的控制。
2022-06-22 cs.SY eess.SY
Scheduling of Event-Triggered Networked Control Systems using Timed Game Automata
Institut Teknologi Sepuluh Nopember（十月初六理工学院）；Delft Center for Systems and Control, TU Delft - Delft University of Technology（代尔夫特系统与控制中心，代尔夫特理工大学）
本文提出利用时序游戏自动机网络解决网络化控制系统调度问题，通过事件触发机制和强制更新策略避免通信冲突并保证系统稳定性。
2016-10-12 cs.SY eess.SY
Traffic Network Control from Temporal Logic Specifications
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Boston University（波士顿大学）
本文提出一种框架，用于生成交通信号控制策略，以满足由线性时间逻辑表达的控制目标。通过模型检查和形式化方法技术，获得一个正确构造的控制器，确保满足复杂规范。利用交通网络的结构特性，高效计算有限状态抽象。
2016-06-21 cs.SY eess.SY math.DS
Using a Deep Reinforcement Learning Agent for Traffic Signal Control
McMaster University（麦克马斯特大学）
本文提出一种基于深度强化学习的交通信号控制系统，通过离散交通状态编码和Q-learning训练，有效减少交通延误、队列长度和旅行时间。
2016-11-03 cs.LG cs.SY eess.SY
Data-driven Abstractions with Probabilistic Guarantees for Linear PETC Systems
TU Delft（代尔夫特理工大学）
我们采用的情况下的方法来计算可能近似正确（PAC）的边界上产生的平均样本间时间（AIST）由一个未知的PETC系统，基于有限数量的样本。我们扩展的情况下的方法，多类SVM算法，以构建一个PAC映射之间的具体的，未知的状态空间和样本间的时间。然后，我们建立了一个流量模型，应用$\ell$ -完全关系，并找到，在底层图中，最小和最大的平均重量的周期：这些提供了上下限的AIST。数值基准测试表明，我们的方法，这是对基于模型的国家的最先进的工具进行比较的实用性。
2022-03-10 cs.AI cs.FL cs.SY
Towards Programmable Network Dynamics: A Chemistry-Inspired Abstraction for Hardware Design
University of Basel（巴塞尔大学）；University of Pisa（比萨大学）
本文提出在FPGA上直接实现化学算法，实现网络动态的可编程控制，提升性能并支持实时运行的可配置性。
2016-01-20 cs.ET cs.SY eess.SY
Robust Platoon Control in Mixed Traffic Flow Based on Tube Model Predictive Control
协同自适应巡航控制系统的设计在混合交通流中至关重要，其中互联自动驾驶车辆（CAV）和人类驾驶车辆（HDV）共存。与纯CAV相比，主要的挑战是如何处理HDV的预测不确定性，这可能会导致CAV的状态偏离规划轨迹。在现有的研究中，模型预测控制（MPC）被用来重新规划CAV的轨迹，以减轻在每个时间步的偏差。然而，由于重规划过程通常是通过利用车辆间通信的信息来解决优化问题来进行的，因此MPC方法遭受沉重的计算和通信负担。为了解决这一问题，本文提出了一种基于管道MPC的鲁棒队列控制框架。预测的不确定性是动态缓解的反馈控制，并限制在一个集内的高概率。当不确定性超过设定值或出现额外的外部干扰时，前馈控制被触发以规划“管”（设定值的序列），其可以约束CAV的实际轨迹。由于该方法不需要重新规划过程，因此与MPC方法相比，该方法在计算和通信方面更加有效。提供了全面的模拟，以验证所提出的框架的有效性。
2020-07-20 cs.SY eess.SY
Optimal Trajectory Planning for Connected and Automated Vehicles in Lane-free Traffic with Vehicle Nudging
本文提出了一种最优控制方法，连接和自动驾驶车辆（CAV）的移动策略，在无车道的交通环境中的车辆轻推。控制输入上的状态依赖约束被认为是确保车辆在道路边界内移动，并防止碰撞。一个目标函数，包括各种加权的子目标，设计，其最小化导致车辆前进在所需的速度，在可能的情况下，同时避免障碍物。一个非线性最优控制问题（OCP）制定的目标函数的最小化受到约束的每辆车。在模型预测控制（MPC）框架内，基于事件触发的可行方向算法（FDA）可以实时计算有限时域内的数值解。该方法适用于道路上的每一辆车，同时运行模拟无车道的环路上，广泛的车辆密度和不同类型的车辆。从模拟，创建无数的驾驶情节为每个涉及的车辆，它是观察到，所提出的方法是非常有效的提供安全，舒适和高效的车辆轨迹，以及高交通流量的结果。该方法正在研究中，以进一步用于CAV交通的各种无车道道路基础设施。
2023-02-01 cs.SY eess.SY math.OC
VisioPath: Vision-Language Enhanced Model Predictive Control for Safe Autonomous Navigation in Mixed Traffic
System Engineering Program, Cornell University（Cornell大学系统工程项目）；School of Civil and Environmental Engineering, Cornell University（Cornell大学土木与环境工程学院）；School of Electrical and Computer Engineering, Cornell University（Cornell大学电气与计算机工程学院）
VisioPath结合视觉-语言模型与模型预测控制，利用鸟瞰视频和零样本VLM获取周围车辆信息，构建椭圆避碰势场并集成到最优控制中，通过微分动态规划求解，在SUMO仿真中优于传统MPC，实现安全轨迹规划。
2025-07-08 cs.RO cs.SY eess.SY
A Distributed Event-Triggered Control Strategy for DC Microgrids Based on Publish-Subscribe Model Over Industrial Wireless Sensor Networks
本文提出一种基于发布-订阅模型的分布式事件触发控制策略，用于直流微电网电压稳定和储能平衡，通过改进卡尔曼共识滤波器和事件触发通信减少网络流量，仿真验证其有效性。
2019-06-09 cs.DC cs.MA cs.NI
Mixed platoon control of automated and human-driven vehicles at a signalized intersection: dynamical analysis and optimal control
互联和自动驾驶汽车（CAV）的出现为未来的交通系统提供了更好的交通流动性。现有的研究主要集中在全自动场景，而CAV控制在混合交通路口的潜力，人类驾驶车辆（HDV）也存在探索较少。提出了由1辆CAV和n辆HDV组成的“1+n”混合车队的概念，建立了基于车队的信号交叉口CAV控制最优控制框架。基于线性化的“1+n”混合队列动力学模型，对混合队列的稳定性和可控性等基本性质进行了严格的理论分析。在此基础上，建立了约束最优控制框架，旨在通过对CAV的直接控制来提高交叉口的整体交通效率和燃油消耗。设计了一种分层事件触发算法，实现了临近交叉口混排间的最优控制方法。在多种交通量和市场渗透率下的大量数值模拟验证了基于混合编队的方法比传统的单CAV轨迹最优化方法具有更大的效益。
2021-04-23 cs.SY eess.SY math.OC
Towards Scalable Synthesis of Stochastic Control Systems
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Oxford（牛津大学）
本文提出一种新的抽象技术，用于增量稳定随机控制系统，无需状态空间离散化，仅需输入集离散化，从而更高效地综合控制器。通过协调两个交通灯的调度，验证了方法的有效性，并指出现有基于状态空间离散化的技术无法处理高维线性随机控制系统。
2016-02-03 cs.FL cs.SY eess.SY
Control-guided Communication: Efficient Resource Arbitration and Allocation in Multi-hop Wireless Control Systems
本文提出控制引导通信方法，通过控制系统提前告知传输需求、通信系统按需分配资源，实现多跳无线网络上分布式自触发控制的高效资源仲裁与分配，并在测试平台上验证了同步与节能效果。
2019-06-08 cs.MA cs.NI cs.SY
