Robust stability of moving horizon estimation for continuous-time systems
针对一般非线性连续时间系统，提出基于折扣最小二乘的移动时域估计方案，证明i-iIOSS条件下长时域可保证估计误差鲁棒指数稳定，给出可通过线性矩阵不等式验证的李雅普诺夫构造方法与灵活MHE框架。
2024-01-31 cs.SY eess.SY
Incremental Dissipativity based Control of Discrete-Time Nonlinear Systems via the LPV Framework
与线性时不变系统不同，对于非线性系统，不存在一个包含性能整形的系统凸控制器设计的通用框架。线性变参数（LPV）框架试图通过扩展凸LTI合成结果来弥合这一差距，使得它们可以应用于非线性系统。然而，最近的文献表明，天真的应用LPV框架可能无法保证所需的渐近稳定性保证非线性系统。增量耗散理论已成功地用于文献中，以克服这些问题的连续时间（CT）系统。然而，到目前为止，还没有解决方案已经提出了基于输出反馈的增量控制的离散时间（DT）的情况下。利用DT非线性系统增量耗散性凸分析的最新结果，在LPV框架下，提出了一种凸输出反馈控制器综合方法，以保证DT非线性系统的闭环增量耗散性。所提出的方法应用于一个仿真例子，证明了改进的稳定性和性能相比，一个标准的LPV控制器的设计。
2021-10-01 cs.SY eess.SY
A linear dissipativity approach to incremental input-to-state stability for a class of positive Lur'e systems
本文针对正Lur'e系统，利用线性耗散理论推导增量稳定性估计，证明在增量增益条件下实Aizerman猜想的增量版本成立，并分析对收敛及周期强迫项的响应。
2024-02-06 cs.SY eess.SY math.OC
Incremental analysis of nonlinear systems with efficient methods for piecewise-affine systems
本文研究非线性系统的增量稳定性，提出计算增量L2增益上界和评估分段仿射系统增量渐近稳定的条件，基于 dissipativity 分析和 LMI 构建分段二次函数，方法更保守且有数值示例。
2016-11-24 cs.SY eess.SY
On the incremental form of dissipativity
在Zames的开创性工作之后，70年代的输入输出理论承认增量属性（例如增量增益）是在非线性反馈系统分析中研究的相关量。然而，从80年代开始，非增量分析已经主导了耗散理论在非线性控制中的应用。耗散性理论和增量分析的结果是分散的，进展有限。这篇摘要探讨了这一理论差距是否具有根本性，并考虑了规避这一差距的新途径。
2022-08-09 cs.SY eess.SY math.OC
Constrained nonlinear output regulation using model predictive control -- extended version
提出了一种模型预测控制（MPC）框架来解决约束非线性输出调节问题。所提出的框架的主要特点是，应用程序不需要解决经典的调节器（弗朗西斯-伯恩斯-Isidori）方程或任何其他离线设计程序。特别是，所提出的公式简单地最小化预测的输出误差，可能与一些输入正则化。我们没有像MPC理论中的标准那样使用终端成本/集或正定阶段成本，而是基于Grimm等人2005年的理论结果，使用可检测性概念。如果受约束的非线性调节问题是（严格）可行的，被控对象是增量可镇定的，且增量输入输出状态稳定（i-IOSS/可检测），则该方法是适用的.我们表明，对于最小相位系统，这样的设计确保指数稳定的调节器歧管。我们还提供了一个设计过程的情况下，不稳定的零动态使用增量输入正则化和非共振条件。固有的鲁棒性噪声误差/输出反馈的情况下建立简化的假设（例如，没有状态约束）。理论结果示出了一个例子，涉及偏移免费跟踪噪声误差反馈。本文还包含新的结果MPC没有终端的限制，正半定输入/输出阶段的成本是独立的利益。
2021-06-01 cs.SY eess.SY math.OC
Sample-based nonlinear detectability for discrete-time systems
本文针对输出信息有限且测量不频繁或不规则可用的离散时间非线性系统，提出两种基于采样的 i-IOSS 表述，并给出其相互关系及系统满足该性质的条件。
2025-06-05 cs.SY eess.SY
Incremental Stability and Convergence Properties of Discrete-Time Projected Control Systems
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）
本文针对离散时间投影控制系统，提出基于投影度量保持二次增量稳定性和小增益条件，以及直接李雅普诺夫方法，实现增量稳定性与收敛性分析，并通过示例和非线性Bode图验证。
2026-09-22 cs.SY eess.SY
Global Incremental Flight Control for Agile Maneuvering of a Tailsitter Flying Wing
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
提出了一种新的控制律，用于精确跟踪敏捷轨迹使用尾坐式飞翼无人机（UAV）之间的垂直起降（VTOL）和前飞过渡。全局控制公式能够在整个飞行包线内进行机动飞行，包括有侧滑的非协调飞行。微分平坦的非线性尾座动力学与简化的空气动力学模型。使用平坦度变换，所提出的控制器包括跟踪的位置参考以及其衍生物的速度，加速度和加加速度，以及偏航参考和偏航率。通过角速度前馈项包含加加速度和偏航率参考，改进了对具有快速变化的加速度的轨迹的跟踪。该控制器不依赖于广泛的空气动力学建模，而是使用增量非线性动态逆（INDI）计算控制更新的基础上，只有一个本地的输入输出关系，从而对简化的空气动力学方程的差异的鲁棒性。通过导出的平坦度变换，实现了非线性输入输出关系的精确反演。由此产生的控制算法在飞行测试中得到了广泛的评估，在飞行测试中，它展示了精确的轨迹跟踪和具有挑战性的敏捷机动，例如侧向飞行和转弯时的激进过渡。
2022-07-26 cs.RO cs.SY eess.SY
A Nonlinear Incremental Approach for Replay Attack Detection
Zhejiang University（浙江大学）；Universitat Politécnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Univ. Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1（里昂大学，克莱德·贝尔纳·里昂第一大学）
本文针对非线性系统中的重放攻击检测问题，提出基于水印的设计框架，通过量化水印对攻击检测和闭环系统性能的影响，优化检测与控制性能的平衡。
2026-03-29 cs.SY eess.SY
State-space fading memory
University of Liège（列日大学）；WEL Research Institute（WEL研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CentraleSupélec（中央理工-高等电力学院）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
本文提出状态空间中渐消记忆的定义，将其扩展为增量输入到输出稳定性，并展示增量输入到状态稳定性可半全局地蕴含渐消记忆属性，同时证明当前驱动忆阻器的状态空间模型具有渐消记忆性质。
2026-09-04 cs.SY eess.SY
Incremental Nonlinear Fault-Tolerant Control of a Quadrotor with Complete Loss of Two Opposing Rotors
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
为了进一步扩展四旋翼飞行器在执行器故障情况下的飞行包线，设计了一种基于传感器的非线性容错控制器，用于在高速飞行条件下（> 8 m/s）稳定双对转故障的四旋翼飞行器。增量非线性动态逆（INDI）的方法，在处理模型的不确定性，以补偿显着的未知气动力效应。这种欠驱动系统的内部动力学进行了分析，并随后通过重新定义的控制输出稳定。所提出的方法可以推广到控制单转子故障和标称条件下的四旋翼。为了验证，在大型开放式喷气风洞中进行了飞行试验。在存在显著的风扰动的情况下，可以控制损坏的四旋翼的位置。一个线性二次型调节器（LQR）的方法，从文献中进行了比较，以证明所提出的非线性方法的优势，在有风和高速飞行条件。
2020-10-26 cs.RO cs.SY eess.SY
Learned Incremental Nonlinear Dynamic Inversion for Quadrotors with and without Slung Payloads
Technical University of Berlin（柏林技术大学）；Robotics Institute Germany (RIG)（德国机器人研究所）
本文提出基于神经网络的四旋翼增量非线性动态反演方法，通过学习预测残差力，替代传统传感器，提高飞行控制器精度。
2026-04-14 cs.RO cs.SY eess.SY
Kernel Modelling of Fading Memory Systems
针对衰减记忆的非线性输入-输出系统，本文提出学习过去输入到当前输出的泛函以替代轨迹映射算子，简化核选择、强化因果性并实现时间模拟，是基于核增量特性正则化框架的后续优化。
2025-11-13 cs.SY eess.SY math.OC
Output Synchronization of Nonlinear Systems under Input Disturbances
UtopiaCompression Corporation（UtopiaCompression公司）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究满足增量被动性性质的非线性系统同步问题，设计分布式控制律以应对包含常数和正弦扰动的输入扰动，通过Goodwin振荡器仿真验证有效性，并与动态平均一致性估计器建立联系。
2013-12-22 cs.SY eess.SY math.OC
Incremental Correction in Dynamic Systems Modelled with Neural Networks for Constraint Satisfaction
Imperial College London（帝国理工学院）
本研究针对含神经网络的连续动态系统满足中间点约束的精度问题，提出基于动力学线性化的参数与控制函数增量校正方法，可实时补偿预训练网络预测误差，提升有限时域点约束控制精度，经火星动力下降算例验证有效。
2022-09-08 cs.LG cs.SY eess.SY
Internal models for nonlinear output agreement and optimal flow control
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Institute for Systems Theory and Automatic Control, University of Stuttgart（斯图加特大学系统理论与自动控制研究所）；University of Groningen（格罗宁根大学）；ITM, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Groningen（格罗宁根大学数学与自然科学学院信息技术与建模中心）
针对时变扰动下的非线性动态系统网络，利用增量无源系统理论导出输出一致的充要条件，并通过内部模型控制器将时变最优分配问题转化为输出一致问题。
2013-02-04 cs.SY eess.SY math.OC
Robustly Invertible Nonlinear Dynamics and the BiLipREN: Contracting Neural Models with Contracting Inverses
Australian Centre for Robotics (ACFR)（澳大利亚机器人中心）；School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering（航空航天、机械与机电工程学院）
本文从收缩与增量稳定性角度研究非线性动力系统可逆性，提出构造上鲁棒可逆的双 Lipschitz 循环均衡网络 BiLipREN，并展示其与正交线性系统组合构造更一般双 Lipschitz 动态模型的能力。
2025-05-05 cs.LG cs.SY eess.SY
Robust output feedback model predictive control using online estimation bounds
我们提出了一个框架，设计非线性鲁棒输出反馈模型预测控制（MPC）计划，确保约束条件下的噪声输出测量和干扰的满意度。我们提供了新的估计方法来约束估计误差的大小的基础上：稳定性的观察员;可检测性;集员估计;滚动时域估计（MHE）。鲁棒约束满足保证适当地将这些在线验证的边界上的估计误差在一个位似管的MPC制定。此外，我们展示了如何通过将MHE和MPC结合在单个优化问题中来进一步提高性能。该框架适用于一般类的可检测和（增量）稳定的非线性系统。虽然标准的输出反馈MPC计划使用离线计算的最坏情况下的估计误差的界限，所提出的框架利用在线验证的界限，从而减少保守性和提高性能。我们证明了减少保守性的建议框架使用非线性10状态四旋翼的例子。
2021-05-07 cs.SY eess.SY math.OC
Symbolic Models for Retarded Jump-Diffusion Systems
本文首次对一类无穷维随机系统，即时滞跳扩散系统，给出了一种自动的、构造校正的控制器综合方法.首先，我们构造有限抽象近似双相似的非概率滞后系统对应的原始系统具有一定的稳定性，即增量输入到状态稳定。然后，我们提供了一个结果，量化的输出轨迹之间的距离所获得的有限抽象和原来的延迟跳跃扩散系统的概率设置。使用所提出的结果，可以细化的控制策略，使用有限的抽象到原始系统，同时提供保证的概率满足高层次的要求。此外，我们提供了充分条件的增量稳定性的概念，增量李雅普诺夫函数的存在，减少到一些矩阵不等式的线性系。最后，所提出的结果的有效性，说明了通过合成控制器调节的温度在一个10个房间的建筑建模为一个延迟跳跃扩散系统。
2019-07-09 cs.SY eess.SY math.OC
A Small-Gain Theorem for Discrete-Time Convergent Systems and Its Applications
非线性系统的收敛稳定性、收缩稳定性和增量稳定性在观测器设计、输出调节和同步等控制任务中引起了广泛的关注。收敛性在水库计算的神经形态（脑启发）计算中起着核心作用，水库计算试图利用非线性系统的信息处理能力。本文给出了离散输出反馈关联系统一致输入输出收敛（UIOC）且输出收敛于由输入唯一确定的有界参考输出的小增益定理。一个小增益定理的互联时变离散时间一致的输入输出稳定系统，可以单独的兴趣也作为一个中间结果。UIOC小增益定理的应用程序中说明了基于控制器和互连的非线性经典和量子动力系统（水库计算机）的黑箱系统辨识的设计。
2021-05-06 cs.SY eess.SY quant-ph
