Robust Output Feedback Consensus for Networked Heterogeneous Nonlinear Negative-Imaginary Systems
针对网络化异构非线性负虚（NI）系统的鲁棒输出反馈一致性问题，提出了一种控制协议。根据网络的拓扑结构，在正反馈中采用异构非线性输出严格负虚（OSNI）控制器，以实现输出反馈一致性。本文的主要贡献是将以往网络化异构线性NI系统鲁棒输出反馈一致性问题的研究推广到非线性NI系统。根据网络拓扑，通过研究异构非线性NI对象网络和异构非线性OSNI控制器网络的闭环互联的内部稳定性，证明了输出反馈一致性.证明了异构非线性NI系统网络也是非线性NI系统，异构非线性OSNI系统网络也是非线性OSNI系统.在适当的条件下，非线性OSNI控制器导致所有非线性NI对象的输出收敛到一个共同的极限轨迹，而不管每个对象的系统模型。因此，该协议是鲁棒的参数摄动方面的系统模型的异构非线性NI植物在网络中。
2020-11-30 cs.SY eess.SY math.OC
Stability robustness of a feedback interconnection of systems with negative imaginary frequency response
University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（澳大利亚国防军学院新南威尔士大学）
本文提出一个简单条件，即直流环增益小于1，以保证线性时不变多输入多输出系统反馈互联的内部稳定性，该系统具有负虚频响应。
2014-01-30 cs.SY eess.SY math.OC
Output Feedback Consensus for Networked Heterogeneous Nonlinear Negative-Imaginary Systems with Free Body Motion
针对具有自由体动力学的网络化异构非线性负虚系统，提出了一种鲁棒输出反馈一致性控制协议.我们扩展了非线性NI系统的定义，允许系统与自由体运动。针对一类非线性NI系统和一类非线性输出严格负虚（OSNI）系统的互联，给出了一个新的稳定性结果。针对异构网络化非线性NI系统，提出了一类网络化非线性OSNI控制器，实现了输出反馈一致性。我们表明，在这个控制框架中，系统的输出收敛到相同的极限轨迹。这个共识协议是说明了一个数值例子。
2021-07-01 cs.SY eess.SY
Making Nonlinear Systems Negative Imaginary via State Feedback
通过将相对次数小于等于2的非线性系统转化为非线性负虚（NI）系统，给出了一种状态反馈镇定方法。给出了使非线性系统成为非线性NI系统或非线性输出严格负虚（OSNI）系统的条件。粗略地说，具有相对次数小于或等于2的标准形的仿射非线性系统，在可能的输出变换之后，可以呈现为非线性NI和非线性OSNI。此外，如果规范形式的内部动态是输入到状态稳定的，则存在使系统稳定的状态反馈输入。这个稳定的结果，然后扩展到实现非线性NI不确定性系统的稳定性。
2022-09-05 cs.SY eess.SY
Robust stability conditions for feedback interconnections of distributed-parameter negative imaginary systems
University of Minnesota（明尼苏达大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）；Lund University（隆德大学）
本文通过积分二次约束方法推导了负虚系统正反馈连接的稳定性条件，利用该框架处理具有无理传递函数的分布式参数系统，并减少分析中的保守性。
2017-07-30 cs.SY eess.SY math.OC
Robust Output Feedback Consensus for Networked Identical Nonlinear Negative-Imaginary Systems
研究了网络化非线性负虚（NI）系统的鲁棒输出反馈一致性问题。通过网络拓扑，将相同的线性输出严格负虚（OSNI）控制器应用于所有正反馈的非线性NI对象，实现了输出一致性.首先，我们将非线性NI系统的定义从单输入单输出（SISO）系统扩展到多输入多输出（MIMO）系统，并将OSNI系统的定义扩展到非线性场景。在合理的假设下，证明了非线性NI系统和非线性OSNI系统的闭环互联的渐近稳定性。然后，分别证明了网络化全同非线性NI系统和网络化全同线性OSNI系统的NI性质和类OSNI性质。通过研究一个完全相同的非线性NI对象网络与一个线性OSNI控制器网络的闭环互联的稳定性，证明了该网络的输出反馈一致性。这种闭环互连被提出作为一种协议来处理网络化的相同的非线性NI系统的输出一致性问题，并且对单个系统模型中的不确定性具有鲁棒性。
2021-04-08 cs.SY eess.SY
Absolute Stability of Nonlinear Negative Imaginary Systems with Application to Potential Energy Shaping
Australian Centre for Robotics, School of Aerospace, Mechanical and Mechatronic Engineering, The University of Sydney（悉尼大学航空航天、机械与机电工程学院澳大利亚机器人中心）
本文研究非线性负虚系统与静态非线性反馈的绝对稳定性条件，提出通过存储函数塑形实现稳定性的方法，并通过线性和非线性示例展示理论在势能塑形中的应用。
2026-05-07 cs.SY eess.SY math.OC
Negative Imaginary Systems Theory in the Robust Control of Highly Resonant Flexible Structures
School of Engineering and Information Technology, University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（新南威尔士大学澳大利亚国防军学院工程与信息科技学院）
本文综述了负虚系统理论的最新发展，并展示了其在控制高谐振柔性结构中的应用，通过负虚引理和稳定性结果保证了鲁棒闭环稳定性。
2013-01-16 cs.SY eess.SY math.OC
Physical Interpretations of Negative Imaginary Systems Theory
University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy（澳大利亚国防军学院新南威尔士大学）
本文基于负虚系统反馈连接的稳定性结果，探讨了弹簧质量阻尼系统及RLC电路网络的物理意义。
2015-03-04 cs.SY eess.SY math.OC
Converse negative imaginary theorems
本文推导了线性时不变系统的逆负虚定理，给出了反馈系统对各类负虚不确定性具有鲁棒稳定性的充要条件，并证明了考虑具有增益约束的NI系统子类的必要性。
2023-11-20 cs.SY eess.SY math.OC
Design and Stability of Angle based Feedback Control in Power Systems: A Negative-Imaginary Approach
针对含非线性摇摆动力学的输电网络，提出结合负虚系统理论、以大型电池为执行器的分布式角度反馈控制方法，证明互联内部稳定性，可让线路在最大功率容量下运行，经数值仿真验证。
2023-10-03 cs.SY eess.SY
A Nonlinear Negative Imaginary Systems Framework with Actuator Saturation for Control of Electrical Power Systems
本文提出基于电池反馈控制和非线性负虚系统理论，通过新Lyapunov函数和抗饱和控制器实现电网基础设施更充分利用，仿真验证了单机无穷大系统的稳定性。
2023-11-12 cs.SY eess.SY
On the Stability of Networked Nonlinear Negative Imaginary Systems with Applications to Electrical Power Systems
针对净零排放转型下电网扩建需求，本文基于非线性负虚系统理论与新型类Luré-Postnikov李雅普诺夫函数，提出电池反馈控制方案，证明电网可逐线路过渡到该系统，降低扩建需求。
2024-07-11 cs.SY eess.SY
A Frequency-Domain Approach to Nonlinear Negative Imaginary Systems Analysis
在这项研究中，我们扩展了理论的负虚（NI）系统的非线性框架，使用频域方法。扩展的概念是完全通过一个有限的频率集成的“核函数”的能量有界的输入和输出信号对的特点。这一概念与负非线性的扩展--逆时针动力学理论密切相关，并与之形成了仔细的对比。基于积分二次约束技术，给出了非线性NI系统反馈稳定的条件。对典型非线性系统的反馈关联进行了实例分析和仿真，验证了该方法的有效性。
2021-09-30 cs.SY eess.SY
A Survey of Riccati Equation Results in Negative Imaginary Systems Theory and Quantum Control Theory
The Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文综述了代数黎卡提方程在判断系统是否为负虚及设计状态反馈控制器以使闭环系统负虚的应用，以及在量子线性系统控制中的应用。
2017-03-30 cs.SY eess.SY math.OC
Feedback linearization of nonlinear differential-algebraic control systems
本文研究非线性微分代数控制系统的反馈线性化问题。我们考虑两种反馈等价，即（局部）定义在整个广义状态空间上的外反馈等价和定义在局部最大受控不变子流形上的内反馈等价（即，在存在解决方案的集合上）。借助驱动变量显式化的概念，给出了DACS局部内反馈线性化和局部外反馈线性化的充要条件，该显式化概念将一类常微分方程控制系统（ODECSs）附加到给定的DACS上.我们发现，反馈线性化的DACS是密切相关的显式系统的线性化分布的对合性。最后，我们应用我们的结果反馈线性化的DAC系统的学术例子和约束机械系统。
2021-05-30 cs.SY eess.SY math.OC
Velocity-Free Horizontal Position Control of Quadrotor Aircraft via Nonlinear Negative Imaginary Systems Theory
Fayoum University（法尤姆大学）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文基于非线性负虚系统理论提出一种无需速度测量的四旋翼无人机位置控制策略，通过比例反馈使水平位置子系统满足负虚特性，设计严格负虚积分共振控制器并保证鲁棒渐近稳定性，验证了理论预测和有效位置跟踪性能。
2026-03-29 cs.SY eess.SY
Scaled Graph Containment for Feedback Stability: Soft-Hard Equivalence and Conic Regions
Austrian Institute of Technology（奥地利技术研究所）；Automatic Control Laboratory, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院自动控制实验室）；Control Systems group, Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学电气工程学院控制系统组）
本文研究缩放图在反馈稳定性分析中的应用，证明软和硬缩放图包含在正负乘数下等价，从而在不使用正半定存储约束和同伦条件的情况下实现硬稳定性认证，且在圆形包含框架中节省15-44%的计算时间。
2026-04-07 cs.SY eess.SY math.OC
A negative imaginary approach to hybrid integrator-gain system control
本文证明了混合积分增益系统（HIGS）是一个非线性负虚系统（NNI）。证明了线性负虚系统与HIGS的正反馈关联是渐近稳定的。我们将HIGS应用于MEMS纳米定位器，作为线性NI系统的一个例子，在单输入单输出框架中。我们分析的稳定性和性能的闭环互连在时域和频域通过仿真和证明HIGS作为一个NNI控制器的线性NI系统的适用性。
2023-03-23 cs.SY eess.SY math.OC
Source--Grid Coupling in Power System Oscillations: Observational Equivalence, Feedback Detectability, and Modal Interaction
The University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；ISO New England（新英格兰独立系统运营商）
本文提出源-网耦合方向性作为反馈动力学边界，分析强迫与自治源的观测等价性，并证明双向反馈下模态相互作用及弱反馈检测的可行性。
2026-09-21 cs.SY eess.SP eess.SY
ADRC in Output and Error Form: Connection, Equivalence, Performance
本文研究输出型与误差型线性ADRC之间的联系，建立了二者的等价性条件，并通过性能比较识别出可复用的构建模块，为控制设计者定制ADRC方案提供支持。
2023-05-26 cs.SY eess.SY
Cooperative output feedback tracking control of stochastic linear heterogeneous multi-agent systems
研究了随机线性异质领导-跟随多智能体系统的协作输出反馈跟踪控制问题。每个智能体都是一个连续时间的线性非均匀动态系统，其状态是不完全可测的，智能体之间的信息交换伴随着加性和乘性噪声。我们提出了一组用于估计领导者和跟随者状态的容许分布式观测策略，以及一组基于确定性等价原理的容许协作输出反馈控制策略。通过输出调节理论和随机分析，证明了对于可观测的领导者动态和可镇定且可检测的跟随者动态，如果乘性噪声的强度系数与领导者不稳定模的实部之和的乘积小于图Laplacian的最小非零特征值的1/4，然后存在容许分布观测和协作控制策略，以确保均方有界的输出跟踪，只要相关的输出调节方程是可解的。最后，我们的控制策略的有效性证明了数值仿真。
2021-01-15 cs.SY eess.SY
Conditions for the equivalence between IQC and graph separation stability results
The University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文探讨了IQC与图分离稳定性结果的等价性条件，指出需对频率域条件进行截断时间域转换，并通过双硬因子化实现两者比较，揭示IQC优势的条件。
2017-04-16 cs.SY eess.SY
Optimal Output Feedback Learning Control for Discrete-Time Linear Quadratic Regulation
School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China（自动化学院，北京理工大学，北京）；Department of Chemical Engineering, Queen’s University, Kingston, ON K7L 3N6, Canada（化学工程系，皇后大学，加拿大）
本文针对未知离散时间系统的LQR问题，提出一种保证收敛、稳定和最优的广义动态输出反馈学习控制方法，通过等效状态反馈设计、自适应动态规划迭代及无模型稳定性判据求解最优控制增益，并经数值实验验证。
2025-05-27 cs.AI cs.MA cs.SY
An Information-state based Approach to the Optimal Output Feedback Control of Nonlinear Systems
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
针对带部分非线性观测的非线性系统，提出基于信息状态的输出反馈控制法，将部分观测问题转化为完全观测问题，结合ARMA模型与iLQR实现数据驱动的最优控制，在模型和传感不确定下验证了有效性。
2023-10-05 cs.RO cs.SY eess.SY
