[01403040]事件驱动的网络化动态系统的建模与控制的理论与方法

网络化系统是传输和交换物质、能量和信息的最有效途径,也是网络节点用户间协同、共享资源以提高资源利用率的有效手段。许多大规模网络化基础设施如电网、通信网、网络化制造系统是国民经济正常和高效运转的保证,其性能评价、运行控制对保证系统高效率和经济性至关重要。大规模网络化系统通常具有明显的网络拓扑结构约束以及高度非线性和不确定因素,导致整体行为十分复杂,其系统性能的定量评价,通常需要极其耗时的仿真计算,工程实践中不得不依靠经验或启发式方法来近似分析和求解网络化系统的控制问题。 本课题组以电力、制造、通信等行业的绿色ICT技术、建筑节能和智能电网为背景,近十年来,在多项国家自然科学基金的资助下,研究事件驱动的网络化动态系统的建模与控制问题,从定量分析网络化系统的代数和逻辑结构入手,建立网络化动态系统的离散事件动态系统模型、解决了网络化系统的资源调度、灾变事件下网络化系统资源供需平衡匹配和应急控制等公认难题,主要创新点如下： 1.提出了基于等价代数方程和布尔网络的系统化分析方法,揭示不确定非线性网络化系统的稳定条件,为系统保持有序周期同步运行,避免进入混乱无序状态提供了理论依据; 2.构造了能够满足能量供需平衡的网络化系统主动安全控制新策略,为解决大电网应急控制和解列问题,从而降低电网崩溃和大停电事故的风险,提供了全新思路; 3.提出了具有描述复杂性约束的策略优化问题,分析了策略的描述复杂性与性能间的关系,给出了求解具有描述复杂性约束的基于仿真的优化问题的自适应采样方法; 4.提出了大规模马氏决策过程的近似求解方法,利用问题信息,证明最优策略的结构,压缩搜索空间;利用实际问题的既有策略,研究基于仿真的策略改进方法;给出了由事件驱动的基于策略投影的近似策略迭代方法;利用随机服务网络的特点,首次给出快速迭代算法找到网络的顾客平均性能最优解; 5.将以上理论与方法应用于无线传感器网络、电网、智能建筑、再制造系统等网络化系统,解决了无线传感器网络随机覆盖问题、电网解列控制问题、智能建筑末端设备集成控制问题等一系列实际问题。 申请人的研究成果受到国内外学术界的重视和电力系统等应用领域专家的认可,发表和录用高水平SCI国际期刊论文20篇（近5年来18篇）,其中IEEE期刊论文和Automatica长文14篇（近5年来13篇）,论著的他引数约200篇次,其中SCI他引超过66篇次,引用作者包括美国工程院院士、IEEE Transactions on Power Systems的前主编Vittal Vijay教授,美国M.M.Adibi博士（IEEE Fellow）,加拿大Tongwen Chen教授（IEEE Fellow）,程代展教授（IEEE Fellow、IFAC Fellow）等人。