網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同控制取得研究突破

　　新華網(wǎng)北京1月23電（凌紀(jì)偉）近日，由北京大學(xué)教授王龍牽頭的“網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的分析與控制”項目獲2017年度國家自然科學(xué)獎二等獎。

　　該項目從節(jié)點動力學(xué)、動態(tài)性能、結(jié)構(gòu)屬性和網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)等方面對網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)協(xié)同控制中若干核心基礎(chǔ)問題進(jìn)行了全面深入研究，為發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同控制提供了理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，隨著工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，大量物理設(shè)備作為節(jié)點通過各種通信方式連接成一個動態(tài)演化網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間實時發(fā)生著各種相互作用并相互影響，由此構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)。

　　“相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)更便于創(chuàng)建、擴(kuò)展、維護(hù)和故障診斷等?！蓖觚埥淌诒硎?，在過去的10多年里，網(wǎng)絡(luò)化控制的理論與技術(shù)在大規(guī)模分布式工業(yè)控制、多機(jī)器人系統(tǒng)、航空航天、智能交通及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。與此同時，網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度迅速增加，現(xiàn)有的控制理論與方法已經(jīng)不能完全適用其發(fā)展需求，迫切需要發(fā)展面向網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的新理論與新方法。

　　王龍教授指出，網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)是基于各種通信機(jī)制，將大量動態(tài)節(jié)點連接而成的具有時變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式控制系統(tǒng)，動態(tài)節(jié)點分布化和控制回路網(wǎng)絡(luò)化是其顯著特征。這些特性使得網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的研究具有極大的挑戰(zhàn)性，相關(guān)的建模、分析與控制等問題被國內(nèi)外科研人員廣泛關(guān)注。

　　“網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的分析與控制”項目從節(jié)點動力學(xué)、動態(tài)性能、結(jié)構(gòu)屬性和網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)等方面對網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)協(xié)同控制中若干核心基礎(chǔ)問題進(jìn)行了全面深入研究，取得了關(guān)鍵性突破。

　　項目取得的研究成果包括：構(gòu)建了兩類更接近實際物理對象特性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別設(shè)計了相應(yīng)的局部控制協(xié)議并嚴(yán)格證明其收斂性；設(shè)計了連續(xù)狀態(tài)反饋下的精確一致性協(xié)議，建立了網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)解決精確一致性問題的判據(jù)準(zhǔn)則；通過定義切換序列的鏈接，構(gòu)建了一個切換序列，建立了具有切換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)的可控性判據(jù)；針對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時變和存在時變通信時滯的網(wǎng)絡(luò)化動態(tài)系統(tǒng)，提出了局部控制協(xié)議設(shè)計方案，建立了解決一致性協(xié)同的判據(jù)準(zhǔn)則；提出了信息采樣下系統(tǒng)的控制協(xié)議設(shè)計方案，證明了所設(shè)計協(xié)議能在寬松條件下有效解決一致性協(xié)同問題。

　　“該項目所形成的理論成果可廣泛應(yīng)用于多機(jī)器人系統(tǒng)、移動傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能交通、智能電網(wǎng)等現(xiàn)實生產(chǎn)生活中。”王龍教授說。

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