網絡化動態系統的協同控制取得研究突破

　　新華網北京1月23電（凌紀偉）近日，由北京大學教授王龍牽頭的“網絡化動態系統的分析與控制”項目獲2017年度國家自然科學獎二等獎。

　　該項目從節點動力學、動態性能、結構屬性和網絡效應等方面對網絡化動態系統協同控制中若干核心基礎問題進行了全面深入研究，為發展網絡化動態系統的協同控制提供了理論基礎和關鍵技術。

　　進入21世紀，隨著工業生產系統規模的日益擴大，大量物理設備作為節點通過各種通信方式連接成一個動態演化網絡，網絡節點之間實時發生著各種相互作用并相互影響，由此構成了網絡化動態系統。

　　“相比傳統控制系統，網絡化動態系統更便于創建、擴展、維護和故障診斷等。”王龍教授表示，在過去的10多年里，網絡化控制的理論與技術在大規模分布式工業控制、多機器人系統、航空航天、智能交通及智能電網等領域得到廣泛應用。與此同時，網絡化動態系統的復雜程度迅速增加，現有的控制理論與方法已經不能完全適用其發展需求，迫切需要發展面向網絡化動態系統的新理論與新方法。

　　王龍教授指出，網絡化動態系統是基于各種通信機制，將大量動態節點連接而成的具有時變拓撲結構的分布式控制系統，動態節點分布化和控制回路網絡化是其顯著特征。這些特性使得網絡化動態系統的研究具有極大的挑戰性，相關的建模、分析與控制等問題被國內外科研人員廣泛關注。

　　“網絡化動態系統的分析與控制”項目從節點動力學、動態性能、結構屬性和網絡效應等方面對網絡化動態系統協同控制中若干核心基礎問題進行了全面深入研究，取得了關鍵性突破。

　　項目取得的研究成果包括：構建了兩類更接近實際物理對象特性的系統結構，分別設計了相應的局部控制協議并嚴格證明其收斂性；設計了連續狀態反饋下的精確一致性協議，建立了網絡化動態系統解決精確一致性問題的判據準則；通過定義切換序列的鏈接，構建了一個切換序列，建立了具有切換拓撲結構的網絡化動態系統的可控性判據；針對拓撲結構時變和存在時變通信時滯的網絡化動態系統，提出了局部控制協議設計方案，建立了解決一致性協同的判據準則；提出了信息采樣下系統的控制協議設計方案，證明了所設計協議能在寬松條件下有效解決一致性協同問題。

　　“該項目所形成的理論成果可廣泛應用于多機器人系統、移動傳感器網絡、智能交通、智能電網等現實生產生活中。”王龍教授說。

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