Al resolver el problema de co-diseño de control (CCD) utilizando la estrategia simultánea de manera determinista, se ignora la incertidumbre derivada de las variables de diseño estocásticas, lo que puede tener una influencia negativa en el rendimiento del sistema dinámico. En un intento por superar el efecto indeseable de la incertidumbre, esta investigación investiga el problema de co-diseño de control basado en la fiabilidad (RB-CCD) y presenta un marco de bucle único para RB-CCD basado en el modelo modificado de RB-CCD y el enfoque de bucle único (SLA). Específicamente, el modelo modificado se deduce al introducir variables de diseño adicionales y restricciones de igualdad (ecuaciones de estado y restricciones de igualdad algebraica) para transformar las restricciones probabilísticas en restricciones de desigualdad. Mientras tanto, para mejorar la eficiencia de la solución, SLA transforma el modelo modificado de RB-CCD en un modelo CCD determinista equivalente de bucle único al incorporar la información de fiabilidad aproximada de las variables de diseño estocásticas en la optimización determinista. Finalmente, se implementa un ejemplo numérico y un ejemplo de ingeniería para verificar la viabilidad y efectividad del marco de optimización de RB-CCD de bucle único. Los resultados demuestran que el marco de bucle único sugerido mejora drásticamente la fiabilidad del sistema dinámico y aumenta significativamente la eficiencia de resolución sin comprometer la precisión.