On the Minimum Number of Control Laws for Nonlinear Systems with Input-Output Linearisation Singularities
Institute of Communications and Computer Systems (ICCS)（通信与计算机系统研究所）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）
本文研究非线性系统全局可控性所需最小不同控制律数量，提出(k+1)-控制器引理，证明n阶单输入单输出系统需k+1个控制律以覆盖整个状态空间。
2026-09-18 cs.CE cs.SY eess.SY
Feedback Linearizable Discretizations of Second Order Mechanical Systems using Retraction Maps
本文利用回缩映射及其提升为受协变导数支配的二阶机械系统构造反馈线性化离散化方案，解决了离散化方案影响采样系统反馈线性化能力的问题。
2024-10-03 cs.SY eess.SY
An Experimental Comparison of Sliding Mode and Immersion and Invariance Adaptive Controllers forPosition-feedback Tracking of a Simple Mechanical System with Friction
Tecnológico Nacional de México / I.T. de La Laguna（墨西哥国立理工学院拉古纳技术学院）；Tecnológico Nacional de México / I.T. de La Paz（墨西哥国立理工学院拉巴斯技术学院）；Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica / I.T. Autónomo de México（墨西哥自治理工学院电气与电子工程系）
本文通过实验比较了滑模与浸入与不变自适应控制器在简单机械系统摩擦反馈跟踪中的性能差异。
2026-01-18 cs.SY eess.SY
Mechanical feedback linearization of single-input mechanical control systems
本文提出专为机械控制系统设计的机械反馈线性化方法，其核心在于保持系统机械结构，并为单输入系统给出仅通过微分和代数运算即可验证的充要条件。
2022-12-31 cs.SY eess.SY math.OC
High-gain model-following control for trajectory tracking
本文提出了一种高增益模型跟随控制方法，用于在存在扰动的情况下实现高精度轨迹跟踪，并通过汽车案例验证了其有效性。
2025-06-16 cs.SY eess.SY
Trajectory tracking model-following control using Lyapunov redesign with output time-derivatives to compensate unmatched uncertainties
Technische Universtät Ilmenau（伊尔梅瑙工业大学）
本文提出了一种基于Lyapunov重设计和输出时间导数的模型跟随控制方法，用于补偿非线性系统中的不匹配不确定性，并通过数值示例验证了其有效性。
2025-01-22 cs.SY eess.SY math.OC
Immersion and invariance orbital stabilization of underactuated mechanical systems with collocated pre-feedback
本文研究了一类欠驱动机械系统吸引振动的产生。所提出的设计包括两个术语，即，部分线性化状态反馈和浸入不变性轨道稳定控制器。第一步是为了简化分析和设计，但同时也带来了一个额外的困难，即在配置预反馈后，模型失去了其欧拉-拉格朗日结构。为了解决这一问题，我们提出了一个建设性的解决方案，通过一个光滑的控制器在解析形式的轨道稳定问题，并在文件中确定的模型类的特点是通过一些容易先验验证的假设的惯性矩阵和势能函数。
2022-10-28 cs.SY eess.SY math.OC
Quasi-Static Control of Discrete Cosserat Rod
Centre for Systems and Control（系统与控制中心）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院班加罗尔）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
针对使用Cosserat杆建模的软体机器人，基于分段常应变空间离散化方法，利用外部力/力矩作为控制输入，设计应变空间和任务空间的状态反馈线性化控制律，实现末端执行器轨迹跟踪和形状控制。
2026-07-21 cs.RO cs.SY eess.SY
Discontinuous integral control for mechanical systems
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学工程研究所）
本文提出一种能跟踪未知光滑信号的控制器，通过连续控制信号在有限时间内收敛，并对未知扰动具有鲁棒性，其核心方法结合了非局部Lipschitz状态反馈控制与不连续积分控制器。
2015-11-30 cs.SY eess.SY
Control of Mechanical Systems via Feedback Linearization Based on Black-Box Gaussian Process Models
Mitsubishi Electric Research Laboratories（三菱电机研究实验室）；University of Padova（帕多瓦大学）
在本文中，我们考虑使用黑箱高斯过程（GP）模型的轨迹跟踪控制的反馈线性化的基础上，在机械系统的背景下。我们考虑了两种策略。第一个计算控制输入直接使用GP模型，而第二个计算输入后，估计的各个组成部分的动态。我们测试了这两种策略的模拟机械手与七个自由度，也不同的GP内核的选择。结果表明，第二个实现是更强大的w.r.t.核选择和模型不准确。此外，关于内核的选择，所获得的性能表明，使用结构化内核，如多项式内核，是有利的，因为它的有效性与这两种策略。
2021-05-02 cs.RO cs.SY eess.SY
Path following of a class of underactuated mechanical systems via immersion and invariance-based orbital stabilization
本文的目的是提供一个新的问题制定的机械系统的路径跟踪没有时间参数化，也没有制导律，即，我们表示为一个轨道稳定问题的控制目标。结果表明，它是可能的，适用于浸入和不变性技术设计静态状态反馈控制器，解决问题。特别是，我们选择的目标动态采用最近推出的墨西哥宽边帽能量分配方法。为了证明所提出的方法的有效性，我们将其应用到控制欠驱动的海洋水面船舶。
2020-01-28 cs.SY eess.SY
Small-time stabilization of nonholonomic or underactuated mechanical systems: the unicycle and the slider examples
MINES ParisTech-CAOR, PSL Research University（巴黎高等矿业学校CAOR，PSL研究大学）；Sorbonne Université, Université Paris-Diderot SPC, CNRS, INRIA, Laboratoire Jacques-Louis Lions, LJLL, équipe CAGE（索邦大学，巴黎第七大学SPC，法国国家科学研究中心，法国国家信息与自动化研究所，雅克-路易·利翁斯实验室，LJLL，CAGE团队）；CRIStAL (UMR-CNRS 9189), Ecole Centrale de Lille（CRIStAL（UMR-CNRS 9189），里尔中央理工学院）
本文研究了无法通过连续状态反馈律稳定化的机械系统的小时间稳定化问题，以非holonomic系统（如滑板车）和欠驱动系统（如滑块）为例，提出了一种显式的时间变化反馈律以实现小时间稳定化，主要工具包括同质性、逆向设计和去奇异化技术。
2019-05-27 cs.SY eess.SY math.OC
Input-output linearization and decoupling of mechanical control systems
本研究针对带输出的机械控制系统，提出同步实现输入输出反馈线性化与解耦的问题，推导得出保留机械结构要求下的额外约束条件，并用多个机械控制系统示例验证了结果。
2024-06-24 cs.SY eess.SY math.OC
Symplectic discrete-time energy-based control for nonlinear mechanical systems
在这篇文章中，我们提出了一种新的离散时间设计方法，减少恶化的影响采样的稳定性和性能的数控非线性机械系统。该方法的动机是最近的结果线性系统，反馈施加闭环行为，确切地表示所需的目标系统的辛离散化。在非线性情况下，采样过程的二阶精确表示和目标动态的定义都源于隐式中点规则的应用。所得到的状态反馈的隐式性质要求在每个采样间隔中对一般的代数方程的非线性系统进行数值求解。对于纯位置反馈的实现，速度/动量必须在采样时刻近似，这给出了交错网格上Störmer-Verlet积分方案对我们方法的清晰解释。我们提出了离散时间版本的阻抗或能量成形加阻尼注入控制以及计算转矩跟踪控制。哈密顿量和拉格朗日的观点都被采用。除了一个线性的例子来介绍的概念，平面两连杆机器人模型的模拟说明了性能和稳定性增益相比，连续时间控制律的离散实现。计算时间的一个简短的分析表明，我们的方法的实时能力。
2021-04-29 cs.SY eess.SY math.OC
Excessive Transverse Coordinates for Orbital Stabilization of (Underactuated) Mechanical Systems
基于横向线性化的方法已成为欠驱动机械系统（周期）运动轨道稳定反馈设计的最突出的方法之一。然而，在$n$维状态空间中，这需要知道一组独立于$(n-1)$的横向坐标，其可以是非平凡的，并且其定义可能针对不同的运动（轨迹）而变化。在本文中，我们认为，而不是一个通用的一组$excessive$横向坐标定义的一个特定的参数化的运动和投影算子恢复的“位置”沿轨道。我们提出了一个建设性的程序，获得相应的横向线性化，以及状态的反馈控制器呈现所需的轨迹（局部）渐近轨道稳定的存在的充分条件。将该方法应用于欠驱动小车-单摆系统关于其不稳定直立位置的振动镇定，其中采用了一种新的基于虚拟约束的运动规划方法进行轨迹生成。
2020-05-03 cs.SY eess.SY math.OC
Orientation stabilization in a bioinspired bat-robot using integrated mechanical intelligence and control
SiliconSynapse Laboratory at Northeastern University（东北大学硅突触实验室）
我们在这项工作中的目标是通过解决与蝙蝠空中运动的机器人仿生相关的关键挑战来扩展机器人运动的理论和实践。蝙蝠的翅膀表现出快速的翅膀关节，可以调动多达40个关节在一个单一的wingbeat。模仿蝙蝠飞行可能是一个重大的考验，目前的设计范式已经失败，因为它们只通过传感器和传统执行器承担闭环反馈作用，而忽略了形态学所承担的计算作用。在本文中，我们提出了一个设计框架，称为变形通过集成机械智能和控制（MIMIC），它集成了小型和低能量的执行器，通过形态的变化来控制机器人。在本文中，使用东北大学的Aerobat，这是为了测试MIMIC框架的有效性的动态模型，它将被证明，计算结构和闭环反馈可以成功地用于模仿蝙蝠稳定的飞行设备。
2021-03-29 cs.RO cs.SY eess.SY
Optimal Sensing of Momentum Kicks with a Feedback-Controlled Nanomechanical Resonator
针对高Q值低质量机械谐振器受动量冲激激发产生非线性效应降低传感性能的问题，本文结合反馈控制将谐振器维持在线性区，采用最优估计方法提取单个动量冲激，并经SiN蹦床谐振器实验验证，可改进多类传感场景并支撑单分子质谱新方法。
2024-11-04 cs.SY eess.SY physics.app-ph
The Effects of Powertrain Mechanical Response on the Dynamics and String Stability of a Platoon of Adaptive Cruise Control Vehicles
本文分析了动力总成机械响应下自适应巡航控制车辆队列的动力学，发现加速度反馈增益影响扰动衰减和稳定性，提出了频率相关增益以消除振荡并保持快速扰动衰减。
2013-01-09 cs.SY eess.SY nlin.AO
Orbital Stabilization of Point-to-Point Maneuvers in Underactuated Mechanical Systems
NTNU（挪威科技大学）
研究了通过连续静态状态反馈控制，使非线性控制系统产生渐近稳定的异宿轨道的问题。主要动机来自于在欠驱动机械系统中确保收敛到所谓的点到点机动的问题。也就是说，在其状态-控制空间中的光滑曲线，这是一致的系统动力学和连接两个（线性）可镇定的平衡点。所提出的方法使用了一个特定的参数化，连同一个状态投影到机动相结合的两个线性化技术，用于此目的：雅可比线性化在边界上的平衡和沿轨道的横向线性化。这使得稳定的控制增益离线计算解决一个半定规划问题。所得到的非线性控制器，同时渐近稳定的轨道和最终的平衡，是时不变的，局部Lipschitz连续的，不需要切换，并有一个熟悉的前馈加反馈的结构。该方法还补充了同步功能为基础的参数规划机械系统与一个程度的欠驱动这样的演习。通过对"蝴蝶"机器人上两点之间滚动的球的非弹性操作任务的数值模拟，验证了该综合方法的有效性。
2022-11-14 cs.RO cs.SY eess.SY
