福州院士風采 | 陳杰:控制理論與控制工程、人工智能專家
2024-11-16 15:03:03 來源:福州科普陳杰
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研究領(lǐng)域為控制科學(xué)與工程、智能無人系統(tǒng),主要研究方向是復(fù)雜系統(tǒng)多指標優(yōu)化與控制、多智能體協(xié)同控制的研究。1965年7月出生于福建省福清市。2001年畢業(yè)于北京理工大學(xué),獲博士學(xué)位。2017年當選中國工程院院士。2018年當選為IEEE Fellow。2019年當選IFAC Fellow?,F(xiàn)任教育部黨組成員、副部長,國家語言文字工作委員會主任,中國聯(lián)合國教科文組織全國委員會主任。
陳杰現(xiàn)擔任“自主智能無人系統(tǒng)”全國重點實驗室主任、國家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心負責人、教育部前沿科學(xué)中心主任、上海自主智能無人系統(tǒng)科學(xué)中心主任、國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體負責人、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、973項目首席、新世紀百千萬人才工程國家級人才、全國優(yōu)秀科技工作者?,F(xiàn)擔任國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組控制科學(xué)與工程組召集人、教育部科學(xué)技術(shù)委員會委員兼專門委員會主任、中國自動化學(xué)會副理事長,多部學(xué)術(shù)期刊主編、副主編和編委。
陳杰一直從事控制科學(xué)與工程、智能無人等相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作,主要研究方向是動態(tài)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)的多指標優(yōu)化與控制、多智能體協(xié)同控制等。他提出并建立了分布式協(xié)同控制的混合智能優(yōu)化與穩(wěn)定性的理論與方法。
多系統(tǒng)協(xié)同決策空間的權(quán)衡優(yōu)化理論揭示了決策空間探索—開發(fā)權(quán)衡與問題求解難度之間的關(guān)系,建立了源于自然界不同演化機制的智能優(yōu)化的混合機制,闡明了分布式協(xié)同控制中資源分配問題的臨界耦合約束機制,提出面向協(xié)調(diào)規(guī)劃的高效分布式智能優(yōu)化算法,解決了控制決策的全局優(yōu)化和實時性的均衡問題,為多系統(tǒng)協(xié)同的實時調(diào)度、資源配置等優(yōu)化決策奠定了理論基礎(chǔ)。
連續(xù)狀態(tài)反饋的有限時間一致性定理提出兩類基于連續(xù)狀態(tài)反饋的有限時間一致性控制協(xié)議,揭示了系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)對于有限時間一致性收斂速度的影響機制,形成了多自主體系統(tǒng)有限時間編隊控制的理論與方法,成功解決了具有有界時變時滯和異步信息獲取條件下的系統(tǒng)全狀態(tài)/部分狀態(tài)的一致性問題。
協(xié)同控制穩(wěn)定性分析方法揭示了網(wǎng)絡(luò)延時及其變化率等系統(tǒng)不確定性以及未建模動態(tài)對多自主體系統(tǒng)協(xié)同控制穩(wěn)定性的影響機制,闡明了協(xié)同控制穩(wěn)定性與網(wǎng)絡(luò)延時及延時變化率下界的關(guān)系,得到了保守性更小的穩(wěn)定性條件,為有效解決參數(shù)不確定、強干擾、延遲等因素所產(chǎn)生的協(xié)同控制難題提供了新方法。
他完成了強約束條件下復(fù)雜系統(tǒng)多指標優(yōu)化設(shè)計。他依據(jù)決策空間權(quán)衡優(yōu)化理論,提出歸一化約束框架下的分解策略與主目標切換機制,攻克了在強約束條件下的多指標沖突消解技術(shù),建立子系統(tǒng)可信優(yōu)化模型,實現(xiàn)了多個運動平臺間大范圍信息連測。
他實現(xiàn)了方位基準精確快速自主獲取。他提出了無監(jiān)督魯棒遞歸最小二乘自適應(yīng)濾波方法,攻克了復(fù)雜環(huán)境下抗間歇擾動的自適應(yīng)濾波、實時處理等技術(shù),研制成功快速高精度小型化方位裝置,實現(xiàn)了與多個運動平臺非固聯(lián)的方位基準等精確測量。
他實現(xiàn)了方向的高精度賦予與控制。他提出了將信息編碼與測距脈沖信號進行復(fù)合調(diào)制,攻克了測距與空間信息復(fù)合傳遞和分發(fā)共享、微弱信號檢測及動態(tài)時序增益控制等技術(shù),實現(xiàn)了運動平臺高精度方向賦予與精確控制。
陳杰突破了多運動平臺的分布式協(xié)同控制的技術(shù)難題。他提出了面向協(xié)同任務(wù)的特征值提取方法,攻克了多運動平臺協(xié)同特征描述與優(yōu)化建模技術(shù),建立了自適應(yīng)抗毀、動態(tài)重構(gòu)的平臺控制與指揮控制系統(tǒng)一體化模型,實現(xiàn)了異構(gòu)系統(tǒng)間的信息流與控制流的無縫鏈接。
他提出了利用約束矩陣建立優(yōu)化決策的通用模型,分布式生成決策方案,攻克了動態(tài)規(guī)劃與任務(wù)指派技術(shù),建立了扁平化分布式控制模式,發(fā)明了模塊化、通用型的觀測與控制一體化裝置,實現(xiàn)了分布式協(xié)同控制決策。
他針對時變不確定性的控制系統(tǒng),提出了確保系統(tǒng)穩(wěn)定的多模型自適應(yīng)魯棒控制方法,攻克了多種類控制系統(tǒng)的協(xié)同控制和自適應(yīng)控制技術(shù),設(shè)計并研制成功大慣量交流伺服控制系統(tǒng),解決了多類運動平臺狀態(tài)差異大、參數(shù)離散度大所導(dǎo)致的協(xié)同控制難題。
陳杰先后承擔多項“973計劃”、國家自然科學(xué)基金項目等任務(wù)。他以第一完成人獲國家自然科學(xué)二等獎1項、國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎2項、省部級一等獎4項以及 2018年何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進步獎”。他發(fā)表SCI收錄論文100余篇,以第一發(fā)明人獲授權(quán)發(fā)明專利40多項。他先后出版專著5部,譯著和教材各1部。他所指導(dǎo)的辛斌博士獲第18屆“關(guān)肇直獎”,辛斌的博士學(xué)位論文被評為北京市優(yōu)秀博士學(xué)位論文并獲得中國自動化學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎;所指導(dǎo)的查文中博士的學(xué)位論文獲中國指揮與控制學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎;所指導(dǎo)的博士生王鋼的論文獲得2017年EUSIPCO最佳學(xué)生論文獎。