[01303854]网络化控制的切换系统处理方法

现代智能制造已朝着数字化、网络化的方向发展，通过工业互联网实现从管理层到控制层的无缝集成，实现高度的互联互通、信息共享和系统开放性，将是工业4.0时代现代工业的主要特征。

网络的引入改变了控制系统中的信息传输方式，控制系统性能受到网络因素的影响，从而使得基于点对点直接信息传输假设的传统控制理论和方法不再适用，研究网络化控制系统建模、分析与设计的新理论和新方法具有重要的理论和应用价值。

在本项研究中，提出了基于切换系统处理方法的网络化控制系统建模、分析与设计的一整套理论，为解决网络化控制系统中的通信不确定性问题提供了一种有效方法。主要科学发现如下：

1. 揭示了时延和丢包等通信不确定因素影响下网络化控制系统的主要特征，提出了通信不确定性影响下的网络化控制系统的切换系统建模方法，建立了各种时延和丢包等网络特征参数与系统性能之间的定量关系，突破了已有结果只有定性描述的局限性。

所提出的网络诱导时延切换系统处理方法被进一步应用于解决诸如切换时滞系统的稳定性分析、时滞神经网络的分析和同步控制等问题。

2. 揭示了通信受限下网络化控制系统的主要特征，提出了控制器与网络节点优先权调度以及带宽配置策略的联合优化设计方法，实现了控制器与调度策略的可分离最优化设计，建立了采样周期与系统性能指标之间的定量关系，突破了已有结果只给出定性关系的局限性，从而为网络化系统控制与调度的协同设计以及采样周期选取提供了理论依据主要结果被同行誉为“Zhang-Yu定理”。

3. 揭示了网络环境下的多传感器信息融合估计系统的信息交互、拓扑结构和估计性能之间的内在联系和机理，提出了多传感器信息融合系统的切换系统建模方法、最优滤波和融合估计器设计方法以及线性加权编码方法。揭示了网络环境下多传感器系统所具有的异构和多速率的特征，并建立了相关特征参数与估计性能之间的关系。

项目出版中英文专著各1部，在国内外学术期刊上发表论文47篇，其中，SCI收录45篇、EI 收录47篇，国际自动控制联合会会刊Automatica和IEEE系列汇刊等本学科国际顶尖期刊论文25篇。

受邀在各高校及国内外会议上做主题或大会报告26次。

学术影响超出控制工程领域，主要论著被他引1800余次，其中SCI他引822次，部分成果被同行应用于磁悬浮系统网络化控制、无人车轨迹跟踪控制和移动目标跟踪等领域。

十篇代表作SCI他引535次，3篇论文进入前1％高被引论文行列，被来自控制、通信、计算机和机械工程等领域的30余个国家的360余所大学和研究机构研究者引用，其中海外高校和研究机构126所，他引作者1000余人，包括院士11人，IEEE Fellow 23人，国际权威期刊副主编以上著名学者32人。

依托本项目的主要成果，第二完成人张文安获全国百篇优秀博士学位论文、入选教育部“长江学者奖励计划”的青年学者，第四和第五完成人分别获得中国自动化学会全国优秀博士学位论文奖和提名奖。