吴文俊人工智能科学技术奖
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混杂系统智能控制与故障检测研究

2018年01月24日   来源:中国人工智能学会     

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王东,大连理工大学控制科学与工程学院,副教授,博导。从事混杂系统智能控制、故障检测和分布式优化研究工作,发表英文学术专著1部,论文50余篇。承担国家自然科学基金面上项目,青年基金,博士后特别资助等项目。

  专家简介

  王东,大连理工大学控制科学与工程学院,副教授,博导。从事混杂系统智能控制、故障检测和分布式优化研究工作,发表英文学术专著1部,论文50余篇。承担国家自然科学基金面上项目,青年基金,博士后特别资助等项目。担任SCI检索期刊《Information Sciences》副编和多个本领域重要学术会议的程序委员会委员,获得中国控制会议关肇直提名奖,全国优秀博士学位论文提名奖等。入选人才培养后备力量,如辽宁省百千万人才工程等。2017年,获得“中国智能科学技术最高奖”——吴文俊人工智能自然科学奖二等奖。

  项目简介

  随着生产生活中实际系统越来越智能化,其控制算法设计的复杂度越来越高,呈现出内部结构突变和多模态的混杂特性,单一的系统控制模式已不能满足性能要求。切换系统作为一种简化的混杂系统,非常适合于描述这种多模态的混杂特性,如航空发动机多模态切换控制(启动、加减速、巡航等飞行模态)。结构突变和多模态给系统的分析和设计带来极大挑战。“如何切换”、“如何分析切换对系统的影响”以及“如何利用切换的优势”等问题是近年来国际混杂系统领域关注的重要科学问题。项目组近十年来围绕这些科学问题,采用智能控制的方法开展研究,获得若干突破性成果,主要科学发现归纳如下:

  1. 提出多Lyapunov泛函处理时变时滞和噪声方法,揭示切换、时滞和噪声间作用机制,建立平均驻留时间下的切换律设计规则,增加系统控制自由度,解决结构突变非线性系统分析与设计难题。时滞神经网络是人工智能领域的重要技术,切换时滞神经网络系统建模多种结构突变的系统,解决传统控制方法不能解决的系统在运行过程中结构突变或者参数大范围变化导致的不稳定和精度差问题。此外,针对具有随机特性的非线性切换系统,提出滑模面、变结构控制器和切换律三重设计方案,获得非线性切换系统控制设计新方法。

  2. 提出引入辅助变量解除系统参数间的耦合,建立非线性矩阵不等式线性化方法,揭示参数间耦合的本质。针对多Lyapunov函数中共同矩阵的保守性,提出加权多Lyapunov泛函,在不同的时滞区间引入不同的正定矩阵,解决Lyapunov函数中时滞相关部分矩阵求解困难。进一步,针对切换时滞系统的残差生成器参数间耦合,导致残差生成器参数设计条件求解困难,提出新的线性化方法,增加了辅助矩阵,解除残差生成器参数间的非线性耦合,给出参数求解条件。

  3. 建立时滞与数据包丢失相统一的切换系统模型,提出单包网络化系统建模方法,揭示网络化控制系统时滞与数据丢包失的内在联系,克服现有分开建模单独分析的弊端。针对目前网络化控制系统模型中数据丢包失和时延分开建模导致关键信息丢失问题,提出以单包为系统状态模型,建立时延和数据包丢失统一模型,简化了现有模型中非零参数个数,且能够对晚到达的数据包建模。

  在世界知名学术出版社Springer出版英文专著1部;在IEEE Trans. Automatic Control等国内外核心期刊和会议发表学术论文近80篇,其中,第一作者SCI论文40余篇。8篇代表性论文中包括IEEE 汇刊论文4篇,SCI总他引446次,单篇最高他引103次。20篇论著中包括IEEE 汇刊论文5篇,SCI总他引672次,Google Scholar总引用一千余次,包括国际控制领域20余名IEEE Fellow的多位知名学者(国际控制领域顶级期刊前任主编Tamer Basar、中国工程院院士柴天佑等)正面评价,获得“先驱性的研究工作”,“优秀的研究工作”等高度评价。

组织机构

主管单位
中华人民共和国科学技术部
国家科学技术奖励工作办公室
主办单位
中国人工智能学会

奖励资质