我校宗广灯教授团队在切换系统控制领域取得新进展

切换系统一直以来就是系统与自动控制领域最受重视的系统类型之一，近几年来，切换系统控制已发展成为现代控制理论的一个崭新的研究领域，并广泛应用在很多实际工程中，如航空发动机控制系统、机器人行走控制系统、网络控制系统、电子电力系统、智能交通系统等。切换系统除了有与非切换系统相同的状态、输出、输入等变量以外，还有切换信号。由于切换系统的属性在很大程度上是由切换信号决定的，切换信号的设计对于切换系统的影响是不言而喻的。

近日，我校工学院宗广灯教授团队的杨东副教授在切换系统控制方面取得了新进展，该工作针对“切换信号依赖单一特性”这一问题，原创性的提出了一类性能的混杂切换控制方法，两篇题为“$H_\infty$ Tracking Control of Uncertain Markovian Hybrid Switching Systems: a Fuzzy Switching Dynamic Adaptive Control Approach (https://ieeexplore.ieee.org/document/9226115)” 和 “Bumpless Transfer $H_\infty$ Anti-disturbance Control of Switching Markovian LPV Systems Under the Hybrid Switching (https://ieeexplore.ieee.org/document/9226059)” 的科研成果，以Regular paper形式在IEEE Transaction on Cybernetics期刊同一天录用发表。相关研究成果宗广灯教授为唯一通讯作者，曲阜师范大学为第一署名单位。（IEEE Transactions on Cybernetics期刊创刊于1960年，主要报道人工智能、机器学习、控制论和机器人技术等领域的最新研究进展，及其在控制论领域的推广研究。该期刊当前影响因子为12.423，属于中科院SCI一区TOP期刊，是工程技术方向与计算机科学双学科的最顶级期刊）。

在切换系统控制中，切换信号的设计大多依赖单一特性（确定性或随机性），在工程实际中，经常要求切换规则同时具备多种特性，设计多特性依赖的切换信号是一种途径，因其应用的广泛性受到了极大关注。由于切换系统的复杂性使得多特性依赖切换信号的设计并不是多个单特性依赖切换信号的简单组合，这给切换系统的多特性依赖切换信号的设计带来了很大挑战。

针对这一问题，宗广灯教授团队对切换系统的切换性能进行了分析研究，首先把子系统激活区间分为确定切换阶段与随机切换阶段，并建立了两个切换阶段的动态关联关系。然后，通过运用从确定切换阶段与随机切换阶段获得的信息，提出了切换系统的稳定性判据，然后分别给出了无扰切换控制器，自适应控制器等的设计方法。理论分析和仿真验证了混杂切换控制方法的有效性。所提出方法的主要特点在于引入了一个混合机制进行切换信号的构造，控制机制可充分利用混杂切换机制带来的控制信息进行更新。该工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者人才工程等项目的支持。

 

宗广灯教授为教育部新世纪优秀人才，山东省泰山学者，研究方向为切换系统控制、变结构控制、鲁棒控制、非线性系统理论等。多次应邀赴美国、澳大利亚、加拿大做访问研究。主持及承担国家自然科学基金等项目6项，获得山东省自然科学二等奖一项，在IEEE Trans.系列期刊等国际高层次学术刊物上发表SCI期刊论文130余篇，总引用4000余次。团队成员5人，其中杨东为2018年引进的青年博士，现为我校副教授，硕士生导师，入校以来，主持国家自然科学基金青年项目1项，省部级项目3项。近五年以第一作者在国际自动控制领域的刊物上发表代表作SCI一区\Top论文8篇，ESI 高倍引论文2篇。指导本科生主持完成国家级大学生创新训练项目，指导研究生多次在SCI高水平期刊发表学术成果。