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时间变化收缩条件下随机系统轨迹的集中性

最优化与控制 2026-04-03 v1 系统与控制 系统与控制

摘要

我们建立了时间变化收缩条件下非线性随机系统的两个集中不等式。我们方法的关键在于一种称为平均矩生成函数(Averaged Moment Generating Function, AMGF)的能量函数。通过将其与增量稳定性分析相结合,我们开发了一个集中不等式,用于界定随机系统状态与其确定性对应物之间的偏差。由于该不等式仅限于单一时间点,我们进一步将 AMGF 与鞅方法相结合,推导出一个界定整个随机轨迹波动的集中不等式。此外,通过综合这两个结果,我们显著改进了强收缩系统的轨迹级集中不等式。在给定概率水平 1δ1-\delta 下,所推导的不等式确保随机轨迹的偏差具有 \mO(log(1/δ))\mO(\sqrt{\log(1/\delta)}) 界,该界在我们假设下是紧的。我们的结果通过一个随机安全控制的案例研究来说明。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.01403,
  title  = {Concentration of Stochastic System Trajectories with Time-varying Contraction Conditions},
  author = {Zishun Liu and Liqian Ma and Hongzhe Yu and Yongxin Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.01403},
  year   = {2026}
}