[00814925]网络系统协同控制理论及应用

网络系统是集自主感知与计算、局部通信、协同控制于一体的智能系统，网络系统的分布式协同控制是众多军事、民用领域的迫切需求，也是自动控制等学科面临的极具挑战性的科学难题。该项目以网络系统的通信和控制深度融合为主题，在国家自然科学基金重点项目等项目资助下，构建了网络系统协同控制理论及其在车辆协同控制中的应用方法体系。主要发现与创新点如下： 1)提出了基于系统闭环性能的动态调度方法，建立了通信调度、功率分配及控制协同设计的统一理论框架；提出了网络系统信道调度问题的解析方法，建立了闭合形式的信道调度与控制协同设计理论，破解了长期困扰该领域研究人员的一大难题。 2)提出了基于触发机制的数据传输机制，解决了通信延时引起的异步数据传输问题；提出了信道调度策略、事件触发机制和控制器的一体化分析和设计方法；提出了随机事件驱动下状态反馈控制设计方法，解决了随机事件驱动的网络系统的分析与设计问题。 3)提出了非平稳信号分布式平均跟踪算法的设计框架，实现了对任意导数有界信号的有限时间精确跟踪；提出了基于时变、非线性网络系统一致性分析的新方法，揭示了节点动力学、时变的网络通信拓扑结构与一致性算法之间的作用机制；提出了适用于有向拓扑结构的复杂动态网络牵制控制方案，发现了内耦合矩阵、外耦合矩阵、节点动力学与网络收敛性之间的潜在联系。 4)提出了基于网络编码协议序列的车联网通信接入控制机制，解决了车辆的协议序列自动分配这一难题；提出了车辆通信调度和车流控制的协同设计架构，实现了解决网络接入冲突、保证车流稳定性和车间距零稳态误差三大目标，揭示了传感器失效率、系统稳定速率与采样周期间的作用机理。 8篇代表作均发表在国际权威期刊，总影响因子35.704，SCI他引806次、总他引848次，谷歌学术他引1087次。项目研究成果共发表SCI论文90篇，其中IEEE汇刊及Automatica等顶级期刊30余篇，SCI他引1331次，谷歌学术他引2538次，长文40余篇，高被引论文7篇，在国家级出版社出版《网络化控制系统的新进展》及《智能交通系统中的车辆协作控制》等专著3部。研究成果受到包括欧洲科学院院士、加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、中国工程院院士及数十位IEEE/IFAC Fellow在内的同行关注和积极评价，被评价为“重要的研究方向”、“彻底解决了”、“有意义的深刻见解”等。项目第一完成人是IEEE Senior Member、教育部新世纪优秀人才，主持国家自然科学基金重点项目，曾参加国家杰出青年基金答辩，获中国自动化学会青年科学家奖、霍英东教育基金、Annual Reviews in Control等期刊杰出审稿人等荣誉；第二完成人为IEEE Senior Member，获IEEE Trans.Control of Network Systems杰出审稿人奖。