[00640656]网络关联动态系统的分析与控制及应用

以智能电网等为代表的网络关联动态系统，由于网络不确定性所引发的信息交互非同步、不完备以及网络拓扑结构变化，导致“传感-控制-驱动-对象”间的因果关系复杂，进一步增强了系统的非线性与混杂性，使得系统稳定控制和群体协同控制研究面临更大挑战。2003年，Murray和Astrom等19位国际顶级专家曾联名指出：“信息网络影响下的动态系统控制”的研究具有挑战性。项目组在国家自然科学基金支持下，开展了十余年合作研究。聚焦“网络关联影响机理揭示与应对一非线性单元网络化稳定控制一混杂群体网络协同优化控制”三个基础理论方法研究，并在智能电网中应用，取得了关键突破。主要科学发现如下： 1.建立网络关联影响的主动应对控制理论方法。表征了系统动态性能受网络不确定性的耦合影响关系，揭示了通信机制-网络性能-控制性能间的内在关联机理，首次提出了离散事件触发和混合触发的应对控制理论方法，建立了通信机制与控制一体化设计的理论框架，有效解决了网络不确定性对控制系统性能影响的难题.美国工程院、瑞典皇家工程科学院、英国皇家工程院等8位院士以及26位IEEE/IFAC Fellow在内的一批国际著名学者，将本发现点的代表作写入其参著的23部英文著作和32篇长篇综述中，并正面评价，如：建立了新的网络控制系统H∞性能分析与控制方法。 2.提出非线性系统网络化稳定控制与结构优化理论方法。发现了网络环境下非线性系统与控制器前件间异步性对控制综合的本质难点，构造了基于前件关联约束函数的系统统一表征模型，提出了解决异步前件下非线性系统网络控制综合的理论方法；攻克了高阶异构多项式技术与多维同胚模糊理论之间无损性转化的难题，提出了非并行补偿控制方法,建立了系统解决控制结构优化且提升控制性能的方案。IEEE模糊系统先驱奖获得者/Takagl-Sugeno模糊模型提出者/东京工业大学Sugeno教授等评价项目大幅度发展(largely developed)了T-S模糊观测器的设计方法。 3.创建混杂耦合群体多时空尺度协同优化控制理论方法。发掘了单元间信息交互、物理拓扑、模态切换与群体协同动态行为的内在关联，构造了安全经济稳定的多时间尺度动态行为统一表征模型，创建了基于多智能体的安全经济稳定控制的一体化设计理论方法，有效解决了智能电网环境下混杂耦合群体的安全经济稳定运行控制难题。IEEE Fellow/丹麦奥尔堡大学教授和IEEE Fellow/美国弗罗里达国际大学Mohammed教授等评价项目提出了基于多智能体分层框架结构的等级式控制方法。 项目发表SCI论文150余篇，出版专著2部。8篇代表作被13位美、英、瑞典、加等国院士、40余位IEEE/IFAC Fellow正面引用，SCI他引1253次(单篇最髙他引363次)，5篇为ESI高被引，2篇入选中国百篇最具影响国际论文。Google Scholar总他引3202次〈单篇最高他引1098次〉。代表作2和3被引频次分别位于IEEE TCS-Ⅱ创刊以来的3697篇论文和IEEE TAC当年365篇论文的第1名。项目方法已成为网络控制研究领域具有重要国际影响力的方法，推动了网络控制学科方向发展。基于上述贡献，第一完成人入选2009年教育部长江学者，入选2018年全球高被引学者，连续4年入选Elsevier中国髙被引学者，担任IEEE汇刊等客座主编、副主编以及国际会议总主席。主要成果获2017年中国自动化学会自然科学一等奖。 基于上述理论方法，有效解决了不确定网络环境下，规模化新能源接入智能电网的安全经济稳定运行控制若干难题，被用于国电南瑞与国电南自等国家能源龙头企业重点项目中，保证了系统安全经济稳定运行。形成发明专利7件。