主旨报告
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报告人: 王大轶 (北京空间飞行器总体设计部) |
| 题目: 基于能力定量表征的空间飞行器自主诊断重构技术 | |
| 摘要: 深空探测任务对空间飞行器全自主运行技术提出了迫切需求，自主导航与自主诊断重构是其中两大关键核心，也是实现全自主运行的前提和保障。报告人针对资源强受限的空间飞行器，以观测、诊断和重构能力的定量表征为创新突破口，提出基于可观测性理论的自主导航方法和基于可诊断性与可重构性理论的自主诊断重构方法，成功应用于我国探月工程和首次火星探测等任务，为深空探测器实现安全可靠自主运行做出重要贡献。 | |
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报告人: 徐胜元 (南京理工大学) |
| 题目: 不确定时滞系统的鲁棒自适应镇定 | |
| 摘要: 时滞系统在化工过程、经济系统、远程控制、网络控制等实际系统中都有着及为广泛的应用，因此，时滞系统的研究具有深刻的实际应用背景；当前，有关时滞系统分析与综合的阶段性研究成果时有发表；但这些成果大多是在基于相关参数信息已知的假设情形下获得的；为了放松此一假设，扩大理论成果的应用范围，本报告针对一类具有外部干扰的参数不确定连续时滞系统，假设不确定参数和外部干扰都有界但上界信息未知，在不确定参数和干扰满足匹配条件的假设下，利用线性矩阵不等式方法，设计了鲁棒自适应控制器；分析表明，所设计的鲁棒自适应控制器可以保证闭环系统以一定的速率全局一致指数收敛到某个球内（球的半径与时滞相关）；通过仿真算例说明所提出的设计方法的有效性。 | |
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报告人: 付敏跃 (南方科技大学) |
| 题目: 超越量化：在运动系统中击败编码器精度 | |
| 摘要: 本次报告针对高精度定位系统提出了一种新的控制器设计方法。该方法能够消除定位系统中由光学编码器的测量量化所引起的跟踪误差。通过采用基于内模反馈与量化前馈设计相结合的方式，我们能够使定位系统的输出渐近跟踪具有一个或多个已知频率正弦分量和常量分量的输入信号。当与微执行器结合时，所得到的双平台定位系统能够跟踪任何具有已知周期的连续周期信号。除理论分析外，我们还用实验的方式验证了该方法的有效性，结果表明系统能够保证比传感器量化误差小得多的渐近跟踪误差。 | |
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报告人: 苏为洲 (华南理工大学) |
| 题目: 随机信道时延建模与有色均方小增益定理 | |
| 摘要: 数据传输延迟和数据丢包是网络化反馈系统中常见的现象，这不仅可能导致系统性能降低，甚至可能破坏系统的稳定性。针对这一问题，人们在过去二十多年中进行了大量的研究工作，并取得了可喜的进展。为了处理有信道随机时延引起的数据乱序等问题，我们提出线性数据接收策略，并以信道随机脉冲响应为基础，建立了基于这类数据接收策略的信道模型。该模型提供了一种全新的信道不确定性描述，包含随机输入输出模型和状态空间模型两种形式，为完整描述信道中数据传输的全过程提供了有效的方法。我们的研究表明当采用线性数据接收策略时，上述随机信道的输入输出模型具有一阶、二阶统计意义下的线性时不变性质。基于信道的统计特性，我们定义了信道随机偏差的度量--频域变异响应，其描述了二次统计意义下每一频点上信道随机不确定性相对大小。在此基础上，我们研究了具有随机数据传输延迟或数据丢包信道的网络化线性反馈系统的均方稳定性，得到了网络化反馈系统均方稳定性充分必要条件的输入输出形式和状态空间形式。这些条件阐明了在均方稳定性问题中，网络系统的标称模型与信道模型频域变异响应之间的相互制约关系。为了保证上述网络化反馈系统的均方稳定性，标称系统与信道不确定性构成的回路其均方增益必须小于一。此外，这些稳定性条件还表明，由随机传输时延引起的信道不确定性可以看成时一个有色乘性算子，该算子可以用信道频域变异响应来表征。上述均方稳定性条件是经典的均方小增益定理的推广，我们称之为有色均方小增益定理。根据这一结果，我们可进一步得到这类系统均方稳定控制器和均方最优控制器的设计方法。 | |
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报告人: 王光臣 (山东大学) |
| 题目: 具有噪声观测的双目标 LQ 系统鲁棒最优控制 | |
| 摘要: 本报告关注一类部分可观测系统的 LQ 控制问题，其中成本函数的系数不确定，可用来表示不同的市场条件。综合运用倒向分离技术、随机最大值原理以及滤波方法，设计出了候选最优控制的反馈形式。通过一些严格的分析，验证了最大参考概率的存在性。数值仿真验证了理论结果的有效性。 | |
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报告人: 郭宝珠 (中国科学院数学与系统科学研究院) |
| 题目: 运动欧拉-伯努利梁在边界非线性反馈控制下半离散格式的一致指数稳定性 | |
| 摘要: 偏微分系统描述的是无穷维的系统。一个保持时间不变，空间变量离散的格式，通常称为半离散格式，把一个偏微分方程离散成常微分方程。但在这个离散过程中，许多原来偏微分系统的控制特性难以一致的保持。这些性质中最主要的一个性质是稳定性。1990年初期就已经知道，即使一个指数稳定的线性偏微分方程系统，半离散格式虽然对固定的离散步长仍然是指数稳定的，但衰减律却随步长趋于零而趋于零， 即一致指数稳定性不能成立。过去几年， 我们发展了一种基于降阶的差分格式，证明了这种格式有非常明显的优势。第一，半离散格式一致指数稳定；第二，一直指数稳定的证明非常类似原来偏微分系统的指数稳定的证明；第三，适合任何的边界条件。 本报告介绍这一格式对运动欧拉-伯努利梁在边界非线性反馈控制下半离散格式的一致指数稳定性。 | |
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报告人: 岳东 (南京邮电大学) |
| 题目: 新型电力系统安全性的信息物理跨空间理解与协同应对机制 | |
| 摘要: 介绍了双碳背景下新型电力系统建设过程中存在的信息物理安全性问题，以及传统方法解决此类安全性问题存在的局限。进一步提出了亟待解决的三个关键科学问题，以及围绕上述关键科学问题解决需要研究的主要内容和相应的研究方案。 | |
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报告人: 邓飞其 (华南理工大学) |
| 题目: 滞后随机系统的建模、分析、数值仿真及其应用 | |
| 摘要: 报告人拟分享其对随机现象与随机系统模型的理解，介绍其关于滞后随机系统控制理论的近期相关研究。在基础理论理论方面，包括：非负半鞅有界引理；Doob鞅不等式的改进；随机系统稳定性蕴含定理；在滞后随机系统控制理论方面的有趣发现，包括：滞后随机系统的状态可达零；某些不可控系统有可能采用滞后反馈予以镇定；具有超界、无界滞后的反馈可镇定系统；在滞后随机系统控制理论方面的进展，包括：随机系统的分时反馈镇定；随机系统的精确数值格式及其应用；网络化随机控制系统的稳定性；另外，就随机系统控制所面临的一些挑战与问题进行分享，包括：随机系统的事件触发控制；随机系统的确定界有界性等。期待与同行交流、共同促进。 | |
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报告人: 王建东 (山东科技大学) |
| 题目: 广义Hammerstein模型的参数辨识与不确定性度量 | |
| 摘要: 广义Hammerstein模型是由一个非线性静态子模型和多个动态线性子模型连接构成，能够较好地表征一类在不同工作点处静态增益不同且动态特性变化的非线性系统，因此广义Hammerstein模型的参数辨识和不确定性度量对这类系统的控制、预测和优化具有重要意义。针对具有特定结构的广义Hammerstein模型，给出模型未知参数的估计方法，引入多个次优模型构成模糊集合的新思路，描述模型结构偏差和未知噪声分布影响下的模型不确定性，以水箱实验装置、房间供热系统等作为数值仿真或实际案例，展示和验证所提方法的有效性。 | |
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报告人: 华长春 (河北科技大学) |
| 题目: 网络化遥操作系统的高性能控制及应用 | |
| 摘要: 网络化遥操作系统作为能最大限度发挥人类和机械系统各自优势的远程操作系统，目前已被应用于空间探测、海底作业和远程医疗等领域。稳定性能和透明性能是遥操作系统最重要的两个性能指标。遥操作系统需要经网络进行双向信息传输，复杂的网络环境给遥操作系统的性能分析和高性能控制提出了新的挑战。针对复杂的网络环境，建立遥操作系统的新的数学模型，针对建立的模型进行遥操作系统的多性能分析，刻画网络环境参数对遥操作系统性能的影响，融合网络环境参数提出系统的高性能控制器设计新方法。最后，探讨遥操作系统在远程操控挖掘机和消防机器人等领域的应用问题。 | |
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报告人: 何昭水 (广东工业大学) |
| 题目: 智能针灸机器人关键技术及研究进展 | |
| 摘要: 针灸是国之瑰宝，在疾病治疗和“治未病”方面具奇效(可实现很多药之不达、药之难达的西医束手无策的疑难病症治疗)且无毒副作用，受到世界卫生组织推荐并成为当前世界上应用最为广泛的传统和替代医学。针对广大患者日益增长的针灸需求与资深针灸师人数不足之间的矛盾，以及针灸难学难精、资深针灸师成长经历漫长等问题，我们开展了面向资深中医施针经验自动化深度智能的针灸机器人系统研制工作。报告着重介绍智能针灸机器人研发过程中的四方面的关键技术及系统研发进展，分别如下：1.基于数据库及人体穴位知识图谱构建的施针手法数字化、经验自动化技术；2．基于多模影像深度学习和软组织受力形变建模的穴位自动识别和精确定位技术；3．面向针灸机器人精准仿人安全操作的状态感知和多变量、非线性、强耦合复杂系统控制技术；4．基于深度神经网络非线性建模的针灸配穴处方疗效定量智能评估与优化及安全验证技术。 | |
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报告人: 游科友 (清华大学) |
| 题目: 学习修剪多参数二次规划 | |
| 摘要: 在广泛的应用问题中，我们需要基于有限计算资源来快速求解一系列带有许多线性不等式的凸多参数二次规划（mp-QPs）。该问题长期以来一直是控制与优化领域的研究热点。注意到mp-QP的大多数不等式约束是冗余的，即删除它们不会改变原问题的最优解，且现有QP求解算法的主要计算成本在于处理这些不等式约束。为此，本工作通过学习已求解过的mp-QP，提出了一种对（待求解的）mp-QP冗余不等式的可靠且廉价删除方法，并严格刻画了冗余不等式的删除个数与两个mp-QPs“距离”之间的定量关系。进一步，该方法用于修剪线性二次模型预测控制（MPC）的mp-QP。通过学习离/在线求解过的mp-QP，实现了闭环系统中（待求解）的mp-QP自适应修剪，并证明了修剪后的mp-QP不等式的数量在有限的时间步长内减少到零。最后，数值结果验证了所提学习修剪方法在删除冗余不等式约束方面的优势。 | |
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报告人: 陈天石 (香港中文大学(深圳)) |
| 题目: 正则化系统辨识 | |
| 摘要: 系统辨识是研究基于观测到的输入输出信号构建动态系统数学模型的一个研究领域，其不但是控制理论中的一个重要研究方向，也是控制工程中的一项基本技术。然而，系统辨识在很大程度上一直坚持最大似然（或相关）方法为框架，为了应对日益增长的需求，需要吸收其他领域新技术的精髓，推动系统辨识的方法、算法和理论的进一步发展。在过去十年中，系统辨识领域的一项主要进展是所谓的正则化系统辨识。正则化方法在统计和机器学习中被广泛用于处理偏差-方差权衡和诱导稀疏性。研究表明，正则化方法在系统辨识中的模型估计和寻找稀疏解的问题上可以优于经典方法。本次报告的目的是介绍正则化系统辨识的基本思想。 | |
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报告人: 刘璐 (香港城市大学) |
| 题目: 多智能体系统事件触发协同控制 | |
| 摘要: 多智能体系统实际应用广泛，因而其协同控制理论研究备受关注。本报告将介绍团队在这一领域的系列研究成果，重点关注智能体动态、网络结构和通信机制这三个关键要素。报告将首先介绍多智能体系统事件触发控制的基本概念，展示其在减少不必要通信和控制更新方面的优势。接着，将概述团队在同构/异构线性多智能体系统基于事件触发的分布式/完全分布式协同控制理论方面的研究成果。随后，将详细介绍在切换通信网络条件下，异构线性多智能体系统输出一致性问题的最新研究进展。所提出的控制策略不仅能减少多智能体系统的通信需求，节省宝贵的通信资源，同时能确保控制目标的实现，还可以避免多智能体之间的连续监测和芝诺现象（即在有限时间内触发无限次事件的病态现象）。团队的研究成果推进了协同控制理论的发展，有效弥合了理论与复杂实际应用条件之间的差异，从而提升了理论的实用性。 | |
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报告人: 左志强 (天津大学) |
| 题目: 太阳能无人飞行器能源系统的能量调度与协同控制 | |
| 摘要: 能源系统的性能是决定飞行器长期可靠发挥效力的一个关键因素。无人飞行器白天的能量来源为太阳能，夜间能量来源为储能电池白天储存的能量，因此，提高储能电池组的供电能力以及提高系统的能流效率是无人飞行器能源系统研究的重点。本报告着眼于介绍无人飞行器对能源系统提出的能量平衡、功率平衡、储能均衡及能流效率高的设计要求，聚焦于能源系统的建模、分布式协同控制、智能优化与自主决策等最新进展。 | |
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报告人: 沈艳军 (三峡大学) |
| 题目: 有限时间稳定性及其应用 | |
| 摘要: 有限时间稳定就是渐近稳定的系统在有限时间内到达平衡点。在系统具有干扰和不确定情况下，有限时间稳定的系统在平衡点附近具有更快的收敛性，而且具有更好的鲁棒性和抗干扰性。本报告将介绍非线性系统有限时间稳定几个充分条件。在此基础上，介绍基于有限时间稳定的神经网络求解时变二次优化问题、具有下三角结构的非线性系统有限时间观测器设计问题等。 | |