开放课题

  实验室设立开放研究课题,主要支持室外科研人员与实验室研究人员开展合作研究,以及支持室外科研人员进行探索性研究。2007年来,每年投入50万,共投入250万元,设立了开放研究课题57项,其中对外开放30项(列表见附件材料),占总课题数的53%。截至目前,已结题34项,待结题22项,进行中1项。开放基金项目成果包括:国际学术会议论文65篇,国外期刊论文68篇,国内期刊论文8篇,英文专著7部和中文专著2部。
  实验室将开放课题与实验室的各研究方向,与开展国内外科研合作统一规划。实验室设立专门负责开放课题的机构,由主管开放交流的副主任负责,并设立专门秘书负责日常管理工作,组织实验室的教授和海外教授开展开放课题的指南设置、申请评定、进展检查和结题评估工作。开放课题的指南与立项由学术委员会同意后执行。在开放课题的运行管理中,实验室本着“鼓励探索”与“重点支持”相结合的原则:鼓励与组织实验室的研究人员和海外优秀访问学者选择室外合作研究人员参与申请;对于结题评估成绩突出者,实验室给予滚动资助。实验室在经费、住房、办公室和实验设备等方向创造条件要求开放课题承担者来实验室进行研究。实验室每年组织一次开放课题进展和结题报告会,开放课题承担者来实验室就相关研究进展与实验室研究人员开展学术交流。开放研究课题的设立和运行,有效地促进了实验室与国内外同行的交流与合作。

开放课题产生的代表性优秀成果如下:

成果一:神经网络系统的动态稳定性研究
  承担人:美国伊利诺伊大学芝加哥分校 刘德荣教授,现为国家千人计划学者;完成时间:2009年1月1日至2011年12月31日
  课题重点研究了复杂非线性神经网络系统的动态稳定性这一个共性基础理论问题,建立了一套完整的神经网络控制理论体系。首次针对神经元之间存在双向传输时滞的多回路强耦合不确定递归神经网络系统提出了不对称矩阵分解的稳定性分析方法。该方法包括基于不对称松弛变量的外分解方法、内分解方法、互质法和区间分解法等,通过多种不同的处理方式和遵循不同的设计、证明理念,建立了完整的具有双向时滞信号传输的互联递归神经网络的鲁棒稳定性结果,深入揭示了神经网络系统固有参数之间的内在关系,为促进智能神经生物系统的发展奠定了坚实的理论基础。该成果在IEEE Trans. Neural Networks杂志上发表了迄今为止神经网络稳定性专题方向上最长的科研论文(19页的超长文) 。

成果二:基于数据驱动的过程监视与故障诊断方法研究
  承担人:美国南加州大学 秦泗钊教授,现为东北大学985工程特聘讲座教授;完成时间:2009年1月1日至2011年12月31日
  课题以具有多回路、多个子系统的复杂工业过程为背景,针对复杂工业过程具有的层次性特点,提出了基于层次主元分析方法的复杂工业过程监视及故障诊断方法,并采用该方法有效地诊断有缺陷的物料传送引起的故障;针对复杂工业过程大规模、非线性的特点,提出基于多块核偏最小二乘与多块核主元分析的故障诊断方法,进行具有明显非线性特性的复杂工业过程的监视与故障诊断;针对连退过程中与机组稳定运行相关的关键工艺参数难以估计的问题,提出了数据与模型驱动相结合混合张力估计方法。该成果发表相关学术论文8篇,其中国际期刊论文2篇,国际会议论文3篇,国内期刊论文2篇,国内会议论文1篇。

成果三:时滞系统与网络化控制
  承担人:哈尔滨工业大学航天学院 高会军教授,现为国家杰出青年基金获得者;完成时间:2010年1月1日至2011年12月31日
  网络化控制是系统与控制领域的热点研究问题,信号传输延时是需要解决的关键问题之一。该课题提出了时滞系统的时滞相关分析与综合新方法。基于Lyapunov方法和锥补线性化思想,解决了连续和离散时滞系统的稳定性分析、状态反馈、静态及动态输出反馈控制器设计问题;提出了一个新的时滞系统模型并将其应用于网络化控制。该模型在系统状态上含有分段的时滞,用于刻画远程控制及网络化控制系统具有明显的优越性;提出了一个新的网络环境下采样控制模型,以一个统一的框架解决了网络化系统的镇定控制、输出跟踪控制、无源化控制及状态估计问题。该成果作为主要成果之一获得了国家自然科学二等奖。

成果四:一类混杂系统的智能容错控制技术研究
  承担人:南京航空航天大学自动化学院 姜斌教授;完成时间:2009年1月1日至2011年12月31日
  课题针对带有各类切换特性的混在系统,分别研究了容错控制方法。并将耗散性理论和系统的特性相结合设计出一种新颖的基于能量转换的容错机制,从能量转换的角度对混杂系统的可容错性进行了深入的分析,从而能更深入地抓住系统行为变化的本质,将各种容错控制方法统一了起来;运用多种智能控制和数据分析工具,如神经网络、模糊、主元分析、支持向量机等,将现有的基于模型的容错控制方法和基于数据信息的智能控制方法有机地结合,研究了更为一般的混杂系统的容错控制问题;并将所提出的理论方法应用于某些航空航天控制系统和工业控制过程,做了数字仿真和半物理仿真,结果表明方法的有效性和实用性。相关成果在IEEE Trans. Automatic Control, IEEE Trans. Fuzzy Systems,Automatica 等国际控制领域权威期刊上发表,并由国际知名出版社Springer和国防工业出版社出版英文专著和中文专著各1部,获授权发明专利多项。

成果五:机电系统的摩擦与振动的特征提取与主动控制研究
  承担人:东北大学机械工程与自动化学院 王永富教授;完成时间:2010年1月1日至2011年12月31日
  长期以来,机电设备中的摩擦与振动一直困扰着众多机械和控制界学者。摩擦与振动的存在降低了系统性能,特别是对某些高精系统,如卫星系统、数控机床、硬盘以及机器人而言,摩擦与振动对系统性能的提高构成了严重障碍。因此为了提高系统的性能就必须减小或消除摩擦与振动对系统性能的不利影响,解决摩擦与振动问题对提高机电产品性能具有重要意义。针对此问题,课题综合运用机械动力学、控制理论和智能系统(模糊推理、神经网络、数据挖掘、专家系统等)等方面知识,开展了一系列摩擦与振动的智能建模与控制技术的研究,取得了显著进展,相关成果发表学术论文14篇,其中国际期刊论文5篇,国际会议论文8篇,国内期刊论文1篇。