2017年推薦國家自然科學獎公示

PAGEPAGE92017年推薦國家自然科學獎公示項目內(nèi)容：復雜網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)的分析與控制及應用推薦單位：南京郵電大學主要完成人：岳東（南京郵電大學）彭晨（南京師范大學）竇春霞（燕山大學）田恩剛（南京師范大學）專家推薦意見（推薦專家姓名：柴天佑，單位：東北大學，技術職稱：教授，中國工程院院士，學科：控制科學與工程）本項目圍繞網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)的分析與控制難題開展研究。核心創(chuàng)新點為：1）揭示了網(wǎng)絡不確定性對系統(tǒng)性能的影響機理，建立了網(wǎng)絡化系統(tǒng)描述與分析基本理論和綜合反映網(wǎng)絡與系統(tǒng)參數(shù)影響的時滯系統(tǒng)模型和分析方法；2）提出了非線性網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)分析與控制的新方法，突破了傳統(tǒng)方法依賴前件同步假設條件的局限性難題；3）提出了網(wǎng)絡化關聯(lián)群體行為協(xié)同優(yōu)化控制方法，解決了微電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲”多級協(xié)同保證系統(tǒng)安全經(jīng)濟性的難題；4）提出了網(wǎng)絡不確定因素的應對與控制聯(lián)合設計方法，解決了通信機制與控制參數(shù)聯(lián)合設計難題。在相關示范工程項目中驗證了所提方法的有效性。8篇代表作SCI他引994次，Google他引2683次，其中5篇為ESI高被引論文，單篇最高SCI他引326次，代表作1和2被引頻次均位于其刊物當年所有論文的第1名。基于上述成果形成發(fā)明專利10件，登記軟件著作權(quán)5件。上述成果引起國際同行專家的廣泛關注與好評。推薦該項目為國家自然科學獎2等獎。專家推薦意見（推薦專家姓名：尹浩，單位：總參第六十一研究所，技術職稱：教授，中國科學院院士，學科：信息與通信工程）項目系統(tǒng)深入地研究了網(wǎng)絡環(huán)境下網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)的控制理論與方法，在傳感、控制與單元系統(tǒng)間存在網(wǎng)絡關聯(lián)時的控制問題以及網(wǎng)絡化關聯(lián)群體協(xié)同控制方面的主要科學發(fā)現(xiàn)包括：1)建立了綜合反映網(wǎng)絡參數(shù)影響的混雜時滯系統(tǒng)模型，闡明了主動丟包改善閉環(huán)動態(tài)性能的有效性，提出了新的分析和控制設計理論方法；2)提出時延概率分布依賴型非線性建模方法，建立了網(wǎng)絡化關聯(lián)非線性系統(tǒng)的非同增益子系統(tǒng)干擾抑制控制方法，突破了傳統(tǒng)方法的局限；3)提出了基于異質(zhì)單元群體混雜行為整體性建模方法的多時空尺度協(xié)同優(yōu)化控制策略，建立了解決智能電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲”多級協(xié)同優(yōu)化控制難題的理論方法；4)提出離散事件觸發(fā)通信機制，建立了通信機制與控制參數(shù)聯(lián)合設計的理論方法，解決了國際學者提出的公開問題。8篇代表作SCI他引994次，Google他引2683次，其中5篇為ESI高被引論文，單篇最高SCI他引326次。成果被7位各國院士和43位IEEEFellow正面引用與評價。獲授權(quán)發(fā)明專利5項，登記軟件著作權(quán)5件。在國電南自等上市企業(yè)示范項目中成功應用和驗證。推薦該項目為國家自然科學獎2等獎。專家推薦意見（推薦專家姓名：段志生，單位：北京大學，技術職稱：教授，學科：控制科學與工程）項目系統(tǒng)地研究了網(wǎng)絡關聯(lián)系統(tǒng)分析與控制理論與方法，在網(wǎng)絡化線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、網(wǎng)絡化通信機制、網(wǎng)絡關聯(lián)群體優(yōu)化方面的主要科學發(fā)現(xiàn)包括：1)針對網(wǎng)絡化關聯(lián)線性系統(tǒng)，揭示了網(wǎng)絡特性等對系統(tǒng)控制性能的影響機理，建立了綜合反映網(wǎng)絡參數(shù)影響的混雜時滯系統(tǒng)建模體系，闡明了主動丟包的有效性；2)針對網(wǎng)絡化關聯(lián)非線性系統(tǒng)，提出了時延概率分布依賴型建模方法、非同增益子系統(tǒng)干擾抑制控制方法，突破了傳統(tǒng)方法的局限性難題；3)揭示了信息交互、拓撲結(jié)構(gòu)、關聯(lián)模態(tài)與群體協(xié)同行為的耦合機理，提出多時空尺度協(xié)同優(yōu)化控制策略，建立了解決智能電網(wǎng)“源-網(wǎng)-荷-儲”多級協(xié)同優(yōu)化控制難題的理論方法；4)揭示了“通信機制-網(wǎng)絡性能-控制性能”間的關聯(lián)機理，提出離散事件觸發(fā)通信機制與記憶補償型控制理論，建立了通信機制與控制參數(shù)聯(lián)合設計的理論方法。8篇代表作SCI他引994次，Google他引2683次，其中5篇為ESI高被引論文，單篇最高SCI他引326次。出版國內(nèi)首部網(wǎng)絡控制專著(2007）。成果被7位各國院士和43位IEEEFellow正面引用與評價。所提出的模型和方法被29位IEEEFellow和院士正面引用。基于上述成果形成發(fā)明專利10件，軟件著作權(quán)5件，在國電南自等上市企業(yè)示范項目中成功應用和驗證。推薦該項目為國家自然科學獎2等獎。項目簡介以智能電網(wǎng)為代表的信息物理深度融合的網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)，傳感、控制與單元系統(tǒng)間以及單元群體間存在網(wǎng)絡關聯(lián)。系統(tǒng)動態(tài)性能與網(wǎng)絡環(huán)境和拓撲結(jié)構(gòu)等密切相關，其分析與控制問題研究面臨重大科學挑戰(zhàn)，而缺乏考慮網(wǎng)絡關聯(lián)影響的傳統(tǒng)方法存在嚴重局限性。為支撐智能電網(wǎng)等國家重大發(fā)展需求，迫切需要網(wǎng)絡化關聯(lián)系統(tǒng)分析與控制的新理論與新方法。項目組自2000年初開始合作，從單元到群體的遞階層次化角度，考慮網(wǎng)絡環(huán)境影響，針對網(wǎng)絡化關聯(lián)單元系統(tǒng)控制以及網(wǎng)絡化關聯(lián)群體協(xié)同控制兩個核心科學問題開展研究，形成了系列原創(chuàng)性成果。主要發(fā)現(xiàn)點如下:針對網(wǎng)絡化關聯(lián)線性系統(tǒng)，揭示了網(wǎng)絡時延、丟包等對系統(tǒng)控制性能的影響機理，建立了綜合反映網(wǎng)絡參數(shù)影響的混雜時滯系統(tǒng)模型，闡明了數(shù)據(jù)包錯序時主動丟包改善閉環(huán)動態(tài)性能的有效性；構(gòu)建基于區(qū)間時滯內(nèi)分點和邊界的新型Lyapunov泛函，提出了新的分析和控制設計理論；針對網(wǎng)絡化關聯(lián)非線性系統(tǒng)，揭示了網(wǎng)絡時延的概率分布特性，首次提出基于示性函數(shù)的時延概率分布依賴型T-S模糊建模方法，突破了傳統(tǒng)方法難以處理小概率大時延下的系統(tǒng)分析與控制設計難題；提出了網(wǎng)絡化關聯(lián)非線性系統(tǒng)非同增益子系統(tǒng)干擾抑制控制方法，突破了傳統(tǒng)方法依賴前件同步假設條件的局限性難題；以網(wǎng)絡化關聯(lián)群體優(yōu)化協(xié)同為目標，引入網(wǎng)絡不確定性主動應對的設計思想，8篇代表作SCI他引994次，Google他引2683次，其中5篇為ESI高被引論文，單篇最高SCI他引326次。出版國內(nèi)首部網(wǎng)絡控制專著(2007）。成果被7位各國院士和43位IEEEFellow正面引用與評價。代表作1和2被引頻次分別位于控制頂尖刊物Automatica和IEEETCS-II當年所有論文的第1名，提出的模型和方法被29位IEEEFellow和院士正面引用和應用，如美國工程院院士、IEEE領域獎獲得者P.R.Kumar指出申請人等建立了基于時滯微分方程框架的分析與控制綜合理論方法，IEEEFellow、IEEE工業(yè)電子學會前主席O.Kaynak在IEEETII上評價為該領域代表性工作(Typicalworksinthisregard)。離散事件觸發(fā)控制被俄羅斯科學院院士J.P.Richard歸為國際上四種動態(tài)采樣控制之一，也是唯一我國學者作出主要貢獻的方法。完成人1人入選教育部長江學者，2人入選2014與2015年Elsevier中國高被引學者。完成人擔任IEEE會刊等多個國際著名刊物AE。成果形成發(fā)明專利10件，軟件著作權(quán)5件，在國電南自等上市企業(yè)承擔的國家重點示范項目中成功應用和驗證，實現(xiàn)了理論與應用的結(jié)合，為進一步提升智能電網(wǎng)的安全、可靠與經(jīng)濟性做出了重要貢獻?？陀^評價8篇代表作SCI他引994次，GoogleScholar他引總共2683次（見附件1），相關成果發(fā)表SCI論文80余篇，出版專著1部，發(fā)明專利10件，軟件著作權(quán)5項，相關方法在智能電網(wǎng)中作為關鍵技術進行了應用和驗證。成果被IEEEFellow、美國國家工程院院士、IEEE領域獎獲得者P.R.Kumar和俄羅斯科學院院士J.P.Richard等43位IEEEFellow和院士作為該領域代表性工作正面引用和應用，從第三方角度說明，成果已經(jīng)被國際學術界廣泛認可。典型評價為：對科學發(fā)現(xiàn)1的評價：對科學發(fā)現(xiàn)2的評價：對科學發(fā)現(xiàn)3的評價：見附件8-2見附件8-3見附件8-4對科學發(fā)現(xiàn)4的評價：發(fā)表在Automatica的代表作[7]SCI他引71次，ESI高引論文（見附件1）。俄羅斯科學院院士、IEEE杰出獎獲得者J.P.Richard教授在Automatica(54:56-64,2015)指出代表作[7]和其它奠基性工作一道建立了離散事件觸發(fā)控制，其是國際上四種動態(tài)采樣控制之一，也是唯一我國學者作出主要貢獻的方法【Thereareseveralapproaches…:-Periodicevent-triggeredcontrol(PengandYang,2013)】（見代表性引文7）；德國杜伊斯堡-埃森大學StevenX.Ding教授在IEEETSignalProcessing（3:3387-3395,2015)中指出，代表作[7]提出了事件觸發(fā)機制，可避免不必要通信與計算資源的浪費【Toalleviatetheunnecessarywaste…,theevent-triggeredstrategyhasrecentlybeenproposedin[19]】（見附件8-5）；IEEEFellow，Automatica以及IEEETAC等雜志編委、荷蘭埃因霍溫大學W.P.M.H.Heemels發(fā)文評價，代表作[7]提出的周期事件觸發(fā)控制，即便存在擾動情況下也可以保證觸發(fā)區(qū)間的最小下界（見附件8-6）；發(fā)表在Automatica的代表作[8]被SCI他引73次。IEEEFellow，Automatica、IEEETAC等刊物編委，澳大利亞西悉尼大學W.X.Zheng在Automatica(42:1067-1072,2006)中指出，代表作[8]提出了新的變換和控制方法，克服了現(xiàn)有降價方法的缺陷。進一步，基于我們的方法開展了其后續(xù)研究【Toovercomethedeficiencyofthereductionmethod,…YueandHan(2005)introduceanewstatetransformation…】【…basedon…introducedinYueandHan(2005)】（見代表性引文8）；IEEE/IETFellow、IETControlTheoryandApplications主編、香港大學J.Lam在Automatica（43:1799-1807,2007）中指出,代表作[8]對輸入時變時滯系統(tǒng)給出了新的魯棒鎮(zhèn)定條件【…YueandHan(2005)togivenewrobuststabilizationcriteria…】（見附件8-7）。上述方法被用于國家十三五電力援藏重點項目“西藏尼瑪縣可再生能源局域網(wǎng)工程”和國電南自城鄉(xiāng)電網(wǎng)自動化工程有限公司微電網(wǎng)項目中，在經(jīng)濟性指標上，運行成本降低至原來90%，在動態(tài)性能上，減小了大擾動下的超調(diào)量30%和縮短調(diào)整時間50%。事件觸發(fā)通信與控制方法在國網(wǎng)電瑞繼保股份有限公司示范工程項目中得到成功應用，網(wǎng)絡帶寬占用率可減少31%，控制效果顯著提升(見附件16-19)。代表性論文專著目錄序號論文專著名稱/刊名/作者影響因子年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發(fā)表時間年月日通訊作者第一作者國內(nèi)作者SCI他引次數(shù)他引總次數(shù)知識產(chǎn)權(quán)是否歸國內(nèi)所有1Network-basedrobustH-infinitycontrolofsystemswithuncertainty/Automatica/YueDong,HanQinglong,LamJames3.6352005年41卷999-1007頁2005年6月岳東岳東岳東，JamesLam326944是2Statefeedbackcontrollerdesignofnetworkedcontrolsystems/IEEETransactionsonCircuitsandSystems-II/YueDong,HanQinglong,PengChen1.1362004年51卷640-644頁2004年11月岳東岳東岳東，彭晨237793是3Delay-distribution-dependentstabilityandstabilizationofT-Sfuzzysystemswithprobabilisticintervaldelay/IEEETransactionsonSystems,ManandCybernetics--PartB:Cybernetics/YueDong,TianEngang,ZhangYijun,PengChen6.2202009年39卷503-516頁2009年4月岳東岳東岳東，田恩剛，張益軍，彭晨75130是4Delay-dependentexponentialstabilityofstochasticsystemswithtime-varyingdelays,nonlinearitiesandMarkovianjumpparameters/IEEETransactionsonAutomaticControl/YueDong,HanQinglong2.7772005年50卷217-222頁2005年2月岳東岳東岳東185349是5Relaxedstabilityandstabilizationconditionsofnetworkedfuzzycontrolsystemssubjecttoasynchronousgradesofmembership/IEEETransactionsonFuzzySystems/PengChen,YueDong,FeiMinrui6.7012014年22卷1101-1112頁2013年9月彭晨彭晨彭晨，岳東，費敏銳1427是6Multi-agentbasedhierarchicalhybridcontrolforsmartMicrogrid/IEEETransactionsonSmartGrid/DouChunxia,LiuBin3.192013年4卷771-778頁2013年6月竇春霞竇春霞竇春霞，劉斌1369是7Event-triggeredcommunicationandH-infinitycontrolco-designfornetworkedcontrolsystems/Automatica/PengChen,YangTaicheng3.6352013年49卷1326-1332頁2013年5月彭晨彭晨彭晨71145是8Delayedfeedbackcontrolofuncertainsystemswithtime-varyinginputdelay/Automatica/YueDong,HanQinglong3.6352005年41卷233-240頁2005年2月岳東岳東岳東73226是合計9942683主要完成人情況姓名：岳東個人排名：1技術職稱：教授工作單位：南京郵電大學對本項目主要學術貢獻：對重要科學發(fā)現(xiàn)一、二、四做出創(chuàng)造性貢獻，是代表作[1,2,3,4,8]的第一作者。揭示了網(wǎng)絡時延、丟包等對系統(tǒng)控制性能的影響機理，建立了綜合反映網(wǎng)絡參數(shù)影響的混雜時滯系統(tǒng)模型。構(gòu)建了基于區(qū)間時滯內(nèi)分點和便捷的新型李雅普諾夫泛函，提出了新的分析和控制設計理論方法。揭示了網(wǎng)絡時延的概率分布特性，首次提出基于示性函數(shù)的時延概率分布依賴的建模方法，突破了傳統(tǒng)方法難以處理小概率大時延下的系統(tǒng)分析與控制設計難題。提出基于時延變化內(nèi)點信息的記憶補償型控制理論，成功解決IFAC前主席Kwon教授提出的公開問題。姓名：彭晨個人排名：2技術職稱：教授工作單位：南京師范大學對本項目主要學術貢獻：對重要科學發(fā)現(xiàn)一、四做出創(chuàng)造性貢獻，是代表作[5，7]的第一作者，同時是代表作[2，3]的共同作者。揭示了“通信機制-網(wǎng)絡性能-控制性能”間的關聯(lián)機理，率先提出離散事件觸發(fā)通信機制，建立了基于虛擬采樣技術的系統(tǒng)建模以及通信機制與控制參數(shù)聯(lián)合設計的理論方法。