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關于郭寶珠提名山東省自然科學二等獎的公示
2021-01-26 | 编辑:

  項目名稱:不確定分布參數系統控制研究 

  提名者:山東師範大學 

  提名意見:我單位認真審閱了該項目的推薦書及附件材料,確認全部材料真實有效,相關欄目符合山東省科學技術獎勵委員會辦公室的填寫要求。按照要求,我單位和項目完成單位都已經對該項目的擬推薦情況進行了公示,公示期間無異議。該項目對不確定分布參數系統進行了深入研究,以自抗擾控制、滑模控制等爲工具,取得了一系列高水平研究成果:1.首次將自抗擾控制應用于具有大規模不確定的分布參數系統,爲不確定分布參數系統的鎮定提供了新的思路;2.Lyapunov函數方法應用于不確定分布參數系統鎮定,解決了具有外部幹擾的彈性振動系統的輸出反饋鎮定問題;3. 利用自抗擾方法該項目解決了邊界具有一般外部擾動的熱方程的輸出跟跟蹤問題。該項目對自抗擾控制在分布參數系統中的應用做出了開創性貢獻,爲自抗擾控制在分布參數系統的工程應用提供了堅實的理論基礎。研究成果獲得國內外同行專家的廣泛關注和高度評價。該項目符合山東省自然科學二等獎的提名條件,提名該項目爲山東省自然科學二等獎。 

  項目簡介: 

  系統控制的終極目標是設計反饋控制以克服系統的不確定,最終使得系統內部穩定,實現系統的性能輸出跟蹤參考信息,其中最大的困難就是抑制不確定。這是因爲系統的數學建模很難實現精確的建模,而且外部幹擾總是無處不在。典型如起重機,既要實現末端的精確抓舉,又要克服機械臂的振顫,和因不同條件下的外部幹擾。工業上許多的過程控制都是關于溫度的控制,可是影響溫度的許多因素很難在數學模型中體現。所以控制理論在1980年後有範式性的轉移,即控制系統如何對付不確定。本項目由這些實際問題驅動,以期對分布參數系統,即用時間和空間描述的不確定系統設計反饋控制使得或者系統鎮定,或者性能輸出跟蹤。項目主要的辦法是自抗擾控制。這是一種幹擾估計消除的聰明策略,本來是基于集中參數系統而提出的,要推廣到分布參數有許多難以克服的困難。本項目首先取得理論上的突破,開啓了自抗擾控制對于不確定分布參數系統控制的系列研究。主要成果如下。1. 首次將自抗扰控制应用于具有大规模不确定的分布参数控制系统的镇定控制;2. 解決了具有外部幹擾的彈性振動系統的輸出反饋鎮定問題; 3. 對于含有外部一般有界幹擾的熱傳導方程,我們設計了邊界輸出反饋控制器,達到系統性能跟蹤。這些研究的對象是由偏微分方程描述的分布參數系統,是物理世界普遍的數學模型,典型的如熱傳導方程、波動方程、結構彈性梁的振動方程等,在各種機械力學、工程化學等學科中都有著廣泛的應用。所得結果具有普遍性的指導意義。    

  代表性論文專著目录: 

  [1]F.F. Jin and B.Z. Guo, Performance boundary output tracking for one-dimensional heat equation with boundary unmatched disturbance,  Automatica, 96(2018),1-10. 

  [2]F.F. Jin and B.Z. Guo, Lyapunov approach to output feedback stabilization for Euler-Bernoulli beam equation with boundary disturbance, Automatica, 52(2015), 95-102. 

  [3]B.Z. Guo and F.F. Jin, Output feedback stabilization for one-dimensional wave equation subject to boundary disturbance, IEEE Transactions on Automatic Control, 60(2015), 824-830. 

  [4]B.Z. Guo and F.F. Jin, The active disturbance rejection and sliding mode control approach to the stabilization of Euler-Bernoulli beam equation with boundary input disturbance, Automatica, 49(2013), 2911-2918. 

  [5]B.Z. Guo and F.F. Jin, Sliding mode and active disturbance rejection control to stabilization of one-dimensional anti-stable wave equations subject to disturbance in boundary input, IEEE Transactions on Automatic Control, 58(2013), 1269-1274. 

  主要完成人(完成單位)情況: 

  金鳳飛, 2011年在中科院數學與系統科學學院獲博士學位,2015年至今在山東師範學院數學與統計學院工作。主要研究興趣爲分布參數系統控制。 

  郭宝珠,中科院数学与系统科学学院研究員。  

  

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