A Feedback Linearized Model Predictive Control Strategy for Input-Constrained Self-Driving Cars
Concordia University（康科迪亚大学）
本文针对输入受限自动驾驶汽车的轨迹跟踪控制问题，提出双模态模型预测控制方案，经Quanser Qcar实验验证，其计算成本低，跟踪性能优于两种替代控制方案。
2026-09-03 cs.SY eess.SY math.OC
Congestion Mitigation in Unbalanced Residential Networks with OPF-based Demand Management
本文提出了一种新的拥塞缓解策略的低电压住宅馈线中，由于电气化的运输和供暖系统的电力需求上升，导致拥塞问题。该策略的基础是要求住宅客户在一定时间内限制需求，以换取经济利益。该方法的主要新颖之处在于将网络物理的全面表示与高级约束相结合，以适合实际系统的可扩展方式确保住宅用户的舒适性。缓解策略是从DSO的角度提出的，并采取用户和系统运营商之间的合同的形式。对用户舒适度的关注旨在使合同具有吸引力，鼓励用户自愿加入拟议的缓解计划。所提出的解决方案被实现为一个混合整数多周期最优潮流问题，它依赖于一个线性化的三相潮流公式。对100个实际配电馈线进行了计算，分析了几种可能的系统运营商-用户合同的缓解风险的潜力。从规划的角度来看，结果可以帮助系统运营商定义合同条款，使一个特定的拥堵缓解方案有效和可行。从操作的角度来看，相同的计算可以用于在一天前的基础上最佳地调度功率降低。
2022-04-20 cs.SY eess.SY
Efficient Computation of Sensitivity Coefficients of Node Voltages and Line Currents in Unbalanced Radial Electrical Distribution Networks
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
针对配电网最优控制中线性化依赖关系的计算需求，提出基于[Y]复合矩阵的解析方法，高效推导节点电压和线路电流对功率注入及变压器抽头位置的灵敏度系数，并在IEEE 13和34节点测试馈线上验证了计算效率的提升。
2012-11-16 cs.SY eess.SY
Online Voltage Control for Unbalanced Distribution Networks Using Projected Newton Method
针对不平衡配电网，提出了一种基于投影牛顿法（PNM）的分布式能源（DER）在线电压控制策略。最优电压/无功控制（VVC）问题被制定为一个优化程序，其目标是通过协调DER的无功输出来维持整个网络的电压分布。为了克服传统的基于梯度的方法收敛速度慢，基于PNM的解决算法来解决这个VVC问题。它利用一个非对角对称正定矩阵，从目标的Hessian矩阵，以缩放梯度，因此可以预期在这种牛顿算法的快速收敛性能。此外，利用电压测量的瞬时反馈，基于PNM的VVC的在线实现进一步设计，以处理快速系统变化。在这种基于PNM的在线VVC方案中，每个总线代理将瞬时电压测量值传送到中央代理，并且中央代理将DER的VAr输出命令传送回每个总线代理。PNM的快速收敛性能使其具有更强的实时跟踪系统变化的能力。最后，数值算例验证了该方法的有效性、优越性和可扩展性。
2022-01-11 cs.SY eess.SY
Optimal Output Consensus of Second-Order Uncertain Nonlinear Systems on Weight-Unbalanced Directed Networks
研究了二阶不确定非线性多智能体系统在权值不平衡有向网络上的分布式最优输出一致性问题。在局部代价函数强凸且具有全局Lipschitz梯度的标准假设下，设计了一种新的分布式动态状态反馈控制器，使得所有智能体的输出均达到最小化全局代价函数的最优解，该全局代价函数是所有局部费用函数之和.控制器的设计是基于一个两层的策略，其中一个分布式的最优协调器和参考跟踪控制器分别提出来解决所带来的挑战，从不平衡的有向网络和不确定的非线性函数。所提出的控制器的一个关键特点是，包含不确定性和干扰的非线性函数不需要全局Lipschitz。此外，利用适应控制技术，不需要任何不确定性或干扰的先验知识。最后通过两个仿真实例验证了所提控制方案的有效性。
2021-07-08 cs.SY eess.SY math.OC
A Deficiency-Based Approach for Unbalanced Three-Phase Distribution System Expansion Planning
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对不平衡三相配电系统扩展规划，本文提出迭代规划流程，结合最优潮流与混合整数线性规划，在SMART-DS数据集的6条馈线上优于线性化优化基准。
2026-10-16 cs.SY eess.SY
A Mean Value Theorem Approach to Robust Control Design for Uncertain Nonlinear Systems
University of New South Wales at Australian Defence Force Academy（新南威尔士大学澳大利亚皇家军事学院）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
提出一种基于均值定理的鲁棒反馈线性化两步方案，将不确定非线性系统转化为MIMO线性不确定模型，并设计极小极大LQR控制器，应用于吸气式高超声速飞行器的速度和高度跟踪控制。
2012-02-29 cs.SY eess.SY
Fredholm Backstepping with Heymann Pre-Feedback for Linearized Navier--Stokes 2D Channel
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文首次将Fredholm反推用于线性化2D Poiseuille通道流，在任意雷诺数下稳定流动并指定各波数衰减率，在雷诺数30000下验证，使流动减慢约二十倍。
2026-09-18 cs.SY eess.SY math.OC
Stochastic Feedback Control of Systems with Unknown Nonlinear Dynamics
Texas A&M University（德州农工大学）
研究未知动力学系统的随机最优控制问题，通过开环确定性轨迹优化和LQG控制器设计，使状态接近最优轨迹，利用输入输出实验数据识别轨迹依赖线性化系统。
2017-05-27 cs.LG cs.SY eess.SY
Average Consensus over Directed Networks in Open Multi-Agent Systems with Acknowledgement Feedback
针对开放多智能体系统中定向网络因智能体频繁进出导致平均一致性目标时变的问题，提出基于确认反馈的OPENRC比率一致性算法，证明其收敛性并验证了对网络规模和拓扑变化的鲁棒性。
2024-09-13 cs.SY eess.SY
Minimal Input Cardinality Disturbance Decoupling of Coupled Oscillators via Output Feedback with Application to Power Networks
Linköping University（林雪平大学）；Lund University（隆德大学）
本文研究了通过输出反馈实现耦合振荡器网络最小输入扰动解耦的问题，应用于电力网络中，提出了一种理论框架以实现扰动隔离。
2026-08-18 cs.SY eess.SY math.DS
Dynamic Modeling and Stability Analysis of Balancing in Riderless Electric Scooters
针对共享电动滑板车被随意丢弃的问题，本文提出无人驾驶电动滑板车的非线性平衡模型与两种控制器，验证了其最终有界稳定性，反馈线性化PD控制器性能更优。
2024-07-12 cs.SY eess.SY
Load and Renewable-Following Control of Linearization-Free Differential Algebraic Equation Power System Models
电力网络中的机电暂态主要是由电力消耗和生产之间的不匹配引起的，导致发电机偏离标称频率。为此，设计了反馈控制算法来执行频率和负载/可再生量跟踪控制。特别地，文献解决了过多的电网和频率控制挑战，重点是线性化的微分方程模型，由此代数约束（即，功率流）被消除。这与更现实的非线性微分代数方程（NDAE）模型形成对比。然而，随着电网越来越多地通过间歇性可再生能源和变化的负载被推到其极限，它们的物理状态有可能由于预测不佳或可再生能源或需求的突然变化而逃离操作区域-认为基于线性化点的反馈控制器实际上是不可用的。本文的目的是设计一种简单、纯分散、无线性化的反馈控制律，以代替线性化的微分方程模型。这种控制器的目的是在可再生能源或负载中的显著未知干扰之后主要稳定频率振荡。虽然控制器的设计涉及先进的NDAE系统理论，控制器本身是一样简单的分散比例或线性二次型调节器在其实施。算例表明，所设计的控制器能够在较大扰动下稳定系统的动态和代数状态。
2023-02-08 cs.SY eess.SY math.OC
Linear Phase Balancing Scheme using Voltage Unbalance Sensitivities in Multi-phase Power Distribution Grids
针对多相配电网电压不平衡问题，提出基于一阶泰勒近似的线性化方法，应用于反馈式相位平衡控制，并在IEEE基准案例中验证了有效性。
2025-09-25 cs.SY eess.SY
Visual Tool for Assessing Stability of DER Configurations on Three-Phase Radial Networks
我们提出了一种方法和工具，用于评估分布式能源（DER）的分布电路的位置，以控制电压和功率流。我们以前的工作描述了基于相量的控制（PBC），一种新的控制框架，其中DER注入有功和无功功率来跟踪电压幅度和相角目标。在这里，我们采用线性化的潮流方程和积分控制器开发的线性状态空间模型PBC作用于三相不平衡网络。我们使用该模型来评估给定的基于逆变器的DER配置是否允许一组稳定的控制器增益，这无法通过分析可控性或使用李雅普诺夫方程来完成。相反，我们在一个参数空间进行采样，以确定一组稳定的控制器增益。我们的稳定性分析只需要一个线路阻抗模型，不需要模拟系统或解决优化问题。我们将此评估到一个公开可用的可视化工具，并演示了三个过程，用于评估IEEE 123节点测试馈线（123NF）上的许多控制配置。
2021-03-23 cs.SY eess.SY
Online Feedback Droop Scheduling in Distribution Grids for Frequency and Local Voltage Control
本研究提出配电网分布式能源集群控制新框架，通过统一传递矩阵和在线增益调度实现频率支撑与电压约束，经仿真验证有效且可扩展，优于现有技术。
2024-06-18 cs.SY eess.SY
Online Long-Term Voltage Stability Margin Estimation for IBR/DER Dominated Power System with Integrated VSM-Aware TSO-DSO Framework
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出一种基于机器学习的在线长期电压稳定性边际估计方法，通过集成VSM-aware TSO-DSO框架提升电压稳定性，利用物理信息驱动的机器学习模型从离线T&D联合仿真数据中推导出显式分析表达式，并嵌入TSO优化问题以实现实时约束。
2026-04-22 cs.SY eess.SY
Distributed Optimal Conservation Voltage Reduction in Integrated Primary-Secondary Distribution Systems
提出了一种异步分布式主从控制方法，通过优化调度分布式能源智能逆变器，实现三相不平衡配电系统的节能降压。所提出的方法的一个特点是考虑集成的初级-次级配电网络和电压相关负荷。为了减轻计算的复杂性所引入的大量次级网络，我们划分一个系统的分布式领导者-追随者控制区域的基础上的网络连接。为了解决非线性潮流和负荷模型的非凸性，提出了一种基于瞬时功率和电压测量的反馈线性近似。这使得所提出的方法的在线实施，以实现由DER导致的系统变化的快速跟踪。所提出的方法的另一个特点是异步实现的领导者-跟随者控制器，这使得它与非均匀的更新速率和强大的通信延迟和故障兼容。在美国中西部的一个实际配电馈线上进行了数值试验。S.验证了该方法的有效性和鲁棒性。
2021-06-10 cs.SY eess.SY
Robust Control for Renewable-Integrated Power Networks Considering Input Bound Constraints and Worst-Case Uncertainty Measure
The University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）
本文提出了一种考虑输入边界约束和最坏情况不确定性度量的可再生能源集成电力网络鲁棒控制方法，通过设计集中或分散的状态反馈控制器，采用L∞鲁棒控制理论，解决电力网络中的不确定性和非线性问题，通过非凸优化方法获得状态反馈增益，以减轻扰动影响，并通过案例研究验证了L∞控制器在自动发电控制和H∞控制方法中的性能。
2019-07-15 cs.SY eess.SY
On Scaling Robust Feedback Control and State Estimation Problems in Power Networks
本文针对电力网络鲁棒控制中李雅普诺夫方法可扩展性差和对参数敏感的问题，采用非李雅普诺夫方法处理非线性微分代数方程模型，在保持性能的同时显著提升计算速度并适用于部分状态数据和稀疏反馈增益等现实场景。
2023-11-30 cs.SY eess.SY math.OC
Voltage Regulation Algorithms for Multiphase Power Distribution Grids
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文提出了一种适用于多相电网的电压调节算法，通过分析线性化电网模型，改进了传统电压调节设备，并验证了其在不同电网拓扑下的收敛性和鲁棒性。
2015-08-26 cs.SY eess.SY math.OC
Approximating Dispatchable Regions in Three-Phase Radial Networks with Conditions for Exact SDP Relaxation
本文扩展可调度区域近似至三相辐射状网络，通过SDP松弛及对偶投影算法提供内外近似，并给出精确松弛条件，经数值模拟验证。
2025-03-28 cs.SY eess.SY math.OC
