隐私保护动态控制器的设计

作为以数据生成过程形式存在的“机制”之隐私的定量准则，差分隐私的概念最初在计算机科学中提出，后来被应用于线性动力系统。然而，差分隐私尚未与动力系统的其他性质被深入研究，也尚未被充分用于控制器设计。在本文中，首先我们阐明系统与控制中的一个经典概念——输入可观测性（有时称为左可逆性）——与差分隐私有很强联系。特别地，我们证明若相应系统的输入可观测性较弱，则可通过添加小噪声使高斯机制具有高度差分隐私。接着，借助我们对隐私的新认识，我们针对经典跟踪控制问题开发了一种设计动态控制器的方法，同时解决隐私问题。我们将通过该方法得到的控制器称为隐私保护控制器。这类控制器的使用通过一个例子进一步说明：在装有智能电表的直流微电网中跟踪规定的电力供应，同时使电力消费者的跟踪误差保持私密。