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1、复杂网络动态系统复杂网络动态系统的性能分析与控制的性能分析与控制 肄浓上融缠孵蛊槽联悯女净裳窿涪解譬庐活糜联郸威畔冯缔泊镐桓连槽坤复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制提纲简历简历已取得的已取得的主要成果主要成果拟开展的研究拟开展的研究工作工作致谢致谢时滞系统的时滞系统的鲁棒控制鲁棒控制非线性动力学系统的非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步参数辨识、控制与同步复杂网络动复杂网络动态系统的性能态系统的性能分析与控制分析与控制通信网络的拥塞控制通信网络的拥塞控制无线传感执行器网络无线传感执行器网络通信协议设计通信协议设计无线移动协调控制技术无线移动协调控制技术方谎污居滤
2、骏吨羌烙猖焦幂丹类颁惯夕甚蹋言柑脾泪椽霞易秘击休惧糕喷复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-201986-1999 东北重型机械学院（燕山大学）助教、讲师、东北重型机械学院（燕山大学）助教、讲师、 副教授副教授1996.9-1999.7 哈尔滨工业大学获工学博士学位哈尔滨工业大学获工学博士学位1999-至今至今燕山大学教授燕山大学教授2000-至今至今燕山大学控制理论与控制工程专业博士生导师燕山大学控制理论与控制工程专业博士生导师2004-至今至今 河北省工业计算机控制工程重点实验室主任河北省工业计算机控制工程重点实验室主任2000.8
3、2004.1-2004.7 香港城市大学制造工程及工程管理系香港城市大学制造工程及工程管理系2005.1-2005.3 Visiting Professor, Research Fellow2001.8-2001.9 香港中文大学自动化及计算机辅助工程系香港中文大学自动化及计算机辅助工程系2003.1-2003.2 Research Fellow2002.10-2002.11 美国加州大学美国加州大学Los Angeles分校访问学者分校访问学者 一. 简历冻骚圈弹雾娱秧惶冶琅驾惦粪斧辖展漱咏绢洞恐安掷掠沉宛澎埔柴峪遥就复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-
4、6-252007-3-20二、主要工作、创新点及其评价二、主要工作、创新点及其评价非线性动力学系统非线性动力学系统辨识、控制与同步辨识、控制与同步拥塞控制协议设计拥塞控制协议设计实现与性能评估实现与性能评估研究总揽研究总揽基础基础理论理论(1986-)控制控制系统系统(1995-)通信通信网络网络(2000-)泛函微分差分方程泛函微分差分方程振动理论振动理论时滞系统鲁棒稳定时滞系统鲁棒稳定性分析和控制综合性分析和控制综合通信网络拥塞控制通信网络拥塞控制系统性能分析系统性能分析时时滞滞系系统统盂答政偿按版声佯高笔签婉亮寡崭铰冈祭冠醛亨牙享袁堡坛左雨臃镭沃寸复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络
5、动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20项目来源项目来源项数项数完成情况完成情况负责负责参加参加国家自然科学基金国家自然科学基金25已完成项目已完成项目6项，目前作为项目第二负责人项，目前作为项目第二负责人1项项省部级科技项目省部级科技项目162在研项目在研项目4项，已完成项，已完成14项项国际合作项目国际合作项目4均已完成均已完成合合 计计1811科研项目科研项目研究工作研究工作1.时滞系统的鲁棒控制时滞系统的鲁棒控制2.非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步3.通信网络的拥塞控制通信网络的拥塞控制时滞对系统时滞对系统性能的影响性能的
6、影响研究内容及科研项目研究内容及科研项目峭蒋睁杰塞率缀呸佐星余陕隅绚棵庙霜潞逝坪卵鲍烷獭剃但小恩饮槐布狗复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20取得的主要研究成果概况项目项目成果概况成果概况论文论文SCI收录收录61篇，篇，EI收录收录102篇，篇，ISTP收录收录13篇篇SCI引用：引用：38篇共被引用篇共被引用308次次 SCI他人引用他人引用217次次 引用期刊总数引用期刊总数49种种 引用作者人数引用作者人数61人人专著专著混沌控制及其在保密通信中的应用，国防工业出版混沌控制及其在保密通信中的应用，国防工业出版社，社，2002
7、.10奖励奖励教育部自然科学一等奖，教育部自然科学一等奖，2003年年黑龙江省自然科学一等奖，黑龙江省自然科学一等奖，2004年年镐憨锗悄桃误送固钥鱼堰凡武厂湿揭枕嗅溃东涛愈腥噶栗恤蓄釉浓降茄藤复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20第一部分第一部分 时滞系统的鲁棒控制时滞系统的鲁棒控制1.1 不确定线性时滞系统鲁棒控制不确定线性时滞系统鲁棒控制 问题问题 1：控制器在实际工业过程实现时存在脆弱性和近似控制器在实际工业过程实现时存在脆弱性和近似 性问题性问题, 如何在如何在 控制器设计时就考虑可能产生的不确定性控制器设计时就考虑可能产
8、生的不确定性? 问题问题 2：针对普遍存在的多面体不确定性参数系统，如何设计合适的针对普遍存在的多面体不确定性参数系统，如何设计合适的L-K 泛函来拟合参数结构，从而降低保守性？泛函来拟合参数结构，从而降低保守性？ 问题问题 3：1D系统鲁棒优化控制方法能否推广到系统鲁棒优化控制方法能否推广到2-D系统系统? 研究不确定系统弹性控制器设计方法，揭示系统性能之间的关系。研究不确定系统弹性控制器设计方法，揭示系统性能之间的关系。 提出双多面体提出双多面体L-K泛函方法，降低系统稳定性分析的保守性。泛函方法，降低系统稳定性分析的保守性。 提出离散提出离散2-D系统的鲁棒保性能控制概念和设计方法。系统
9、的鲁棒保性能控制概念和设计方法。 代表性论文：代表性论文：IEE Proc. Control Theory and Application (1999, 2001) Int. J. Systems Science (2003) Circuits, Systems & Signal Processing (2005)拌癌鹅舱患姆刺官尧械陋滓体泊把忿欢舌幌跪洋纲永红镁姆演霄嗡渴万抨复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20同行的评价同行的评价H. Karand, V. Singh IEEE TRAN. CIRCUITS AND SYSTEM
10、S, 2004对文对文IEE Proc., 2001的引用和评价：的引用和评价：文文13考虑了考虑了FMS LSS不确定不确定2D离散系统的保性能控制问题离散系统的保性能控制问题建立了鲁棒控制器设计方法，建立了鲁棒控制器设计方法，使得闭环系统渐近稳定并能使得闭环系统渐近稳定并能保证充分的性能指标。保证充分的性能指标。桓察苍敖沼舵线某克儿中骄欺入丢吗庭狰搅扛顽功漳脐瓦厦捏祥早故斩碉复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-201.2 不确定非线性时滞系统鲁棒控制 问题问题 1：如何放松对非线性时滞系统的假设条件限制？如何放松对非线性时滞系统的
11、假设条件限制？ 问题问题 2：如何避免现有的如何避免现有的Backstepping设计方法的循环设计问题设计方法的循环设计问题? 问题问题 3：非线性时滞系统模型不能精确已知时，如何设计控制器非线性时滞系统模型不能精确已知时，如何设计控制器？ 提出未知时滞非线性项的高维有界描述形式，构造新颖的提出未知时滞非线性项的高维有界描述形式，构造新颖的LyapunovLyapunov泛函，给出了控制器设计方法。泛函，给出了控制器设计方法。 发现和指出非线性时滞系统基于发现和指出非线性时滞系统基于BacksteppingBackstepping方法控制器的方法控制器的循环设计问题，并进一步给出动态输出反馈
12、递推控制器设计循环设计问题，并进一步给出动态输出反馈递推控制器设计方法，通过选择合适的虚拟控制律，避免了该问题的出现。方法，通过选择合适的虚拟控制律，避免了该问题的出现。 结合自适应模糊思想，给出关联非线性时滞大系统控制器设结合自适应模糊思想，给出关联非线性时滞大系统控制器设计方案。计方案。 代表性论文：代表性论文：IEEE Trans. Automatic Control (03, 04, 05) （此刊为控制界顶级刊物）（此刊为控制界顶级刊物） Applied Math. Computation (04) Int. J of Adaptive Control and Signal Proc
13、essing (05) Fuzzy Sets and Systems (04, 05)幂王押渍居彰裳泉憋节姑搬沼楞磁钒红瑟邦肥险秃搽焕颈抖周矮搔占鸦谬复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-201.3 非线性时滞系统基于非线性时滞系统基于T-S模糊模型的鲁棒控制模糊模型的鲁棒控制 问题问题 1：如何避免在设计动态输出反馈控制器时遇到的状态与输出交叉如何避免在设计动态输出反馈控制器时遇到的状态与输出交叉 耦合的难题耦合的难题? 问题问题 2：Piecewise Lyapunov方法会人为引入参数的不确定性，从而额外方法会人为引入参数的不确定
14、性，从而额外 增加系统设计的保守性，如何降低？增加系统设计的保守性，如何降低？ 提出复合模糊规则和双指标动态反馈控制器的设计方法，给出系统输提出复合模糊规则和双指标动态反馈控制器的设计方法，给出系统输出子空间和控制子空间的连接桥梁，建立了出子空间和控制子空间的连接桥梁，建立了GPDC设计原理。设计原理。 提出提出Piecewise-Fuzzy型前件变量空间的完备等价划分方法，避免现有型前件变量空间的完备等价划分方法，避免现有piecewise Lyapunov方法会人为地引入系统不确定性的缺点。方法会人为地引入系统不确定性的缺点。 对通信网络系统的路由器给出控制策略，用以调整路由器算法参数。对
15、通信网络系统的路由器给出控制策略，用以调整路由器算法参数。 代表性论文代表性论文：IEEE Trans. Fuzzy Systems (2004, 2005a, 2005b, 三篇三篇长文长文) Fuzzy Sets and Systems骸援伤彰瘩条翻方谋彰匆洱忌藻朵惠惑邹楔惕鳃批鄂钧小肉惶逆淫殉拼改复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20第二部分第二部分 非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步非线性动力学系统的参数辨识、控制与同步2.1 混沌系统的参数辨识和同步混沌系统的参数辨识和同步 问题问题 1 1：能否在线辨识未知参数，使得
16、辨识和控制同时完成，而且避能否在线辨识未知参数，使得辨识和控制同时完成，而且避 免通常情形下对参数微分信号的依赖免通常情形下对参数微分信号的依赖? ? 问题问题 2 2：参数辨识的思想如何应用于系统的同步控制中？参数辨识的思想如何应用于系统的同步控制中？ 利用辅助系统信号来隐含状态微分信号，去除了一般辨识过程中对利用辅助系统信号来隐含状态微分信号，去除了一般辨识过程中对状态微分信号的依赖性。状态微分信号的依赖性。 基于基于T-ST-S模糊模型，通过求解模糊模型，通过求解LMILMI同时获得参数辨识器和同步控制器同时获得参数辨识器和同步控制器的参数，实现对参数未知主从的参数，实现对参数未知主从(
17、Master-Slave)混沌系统的同步。混沌系统的同步。 代表性论文：代表性论文：Physics Lett. A (2004) 物理学报物理学报(2001)等等痞染缎檬虏委撞星铲债促绢痉羊寡概桶楷户屑寞供寺芜瞪第户蝴穗征塑跟复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20同行的评价同行的评价上述提到的方法和许多其上述提到的方法和许多其它同步方法它同步方法只有当混沌系只有当混沌系统的参数已知时才有效统的参数已知时才有效。要想在两个含有未知参数要想在两个含有未知参数的混沌系统之间实现同步，的混沌系统之间实现同步，不是一项简单的工作，因不是一项简
18、单的工作，因为同时涉及未知参数的辨为同时涉及未知参数的辨识和控制器的设计，识和控制器的设计，关于关于这个富有挑战性的问题目这个富有挑战性的问题目前很少有相关报道。关等前很少有相关报道。关等人应用观测器的思想实现人应用观测器的思想实现了了Lorenz系统未知参数的系统未知参数的辨识辨识。吕等人用。吕等人用同样的方同样的方法法研究了研究了Chens混沌系统混沌系统的同一个的同一个问题。问题。该文该文 物理学报，物理学报，2001 2001 被被SCISCI引用引用2727次，次，其其中中他引他引2121次次，国内外多位学者将这一设计思国内外多位学者将这一设计思想融入到系统控制器的设计中想融入到系统
19、控制器的设计中。ChenChen等人等人在在Physics Letter APhysics Letter A，20022002对该文的评价对该文的评价：疥愁友炒鼠朽涉僧龚靳果奋弦蔓吁茄宠栈烫嘛锄签蚜闽领辫沼兔撬甭搏借复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-202.2 时滞混沌系统内嵌周期轨道的控制时滞混沌系统内嵌周期轨道的控制 问题问题 1 1：时滞反馈控制方法如何推广到时滞混沌系统中？控制器的时滞反馈控制方法如何推广到时滞混沌系统中？控制器的 时滞和系统时滞如何平衡？时滞和系统时滞如何平衡？ 问题问题 2 2： ? No 如何估计出所允
20、许的控制器时滞上界如何估计出所允许的控制器时滞上界? ? 建立时滞混沌系统内嵌周期轨道的时滞反馈控制框架，控制建立时滞混沌系统内嵌周期轨道的时滞反馈控制框架，控制器时滞可以与系统时滞不同。器时滞可以与系统时滞不同。 提出提出“完整时滞反馈控制器完整时滞反馈控制器”设计设计思想思想 ，建立了系统时滞、控，建立了系统时滞、控制器时滞和控制器增益的隐含关系。制器时滞和控制器增益的隐含关系。 代表性论文：代表性论文：Int. J. of Bifurcation & Chaos (2003); Physics Lett. A (2004, 2005 in press); 物理学报等物理学报等茁理厢叠弟甥
21、净耽冒挽抠脆允廖掉润只纯狰沂籍棉两乔树列悠婆烘月狠腋复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20同行的评价同行的评价文文Int. J. of Bifurcation and Chaos，2003被被SCI引用引用11次次，其中，其中Sun和和Park 等人对该文的贡献予以肯定等人对该文的贡献予以肯定。SunChaos, Solitons and Fractals, 2004评价：评价： But seldom researchers consider if the DFC method can be used to control time
22、-delay chaotic system. In paper 40, the authors have extended the DFC approach to time-delay chaotic system and the sufficient conditions for stabilization and tracking problems via DFC have obtained from the results based on SFC 但是但是很少有研究者考虑时滞反馈控制方法是否可以用以控制时滞混沌系统很少有研究者考虑时滞反馈控制方法是否可以用以控制时滞混沌系统。在文。在文
23、Int. J. of Bifurcation and Chaos, 2003中，中，作者将时滞反馈方法推广到了时滞混沌系统中，作者将时滞反馈方法推广到了时滞混沌系统中，从标准从标准反馈控制的结果中得到了时滞反馈镇定控制和跟踪控制的充分条件反馈控制的结果中得到了时滞反馈镇定控制和跟踪控制的充分条件 ParkPark等等Chaos, Solitons and Fractals, 2005评价：评价： With this motivation, Guan et al. and Sun have investigated the controller design problem of a class
24、 of time-delay chaotic systems using the famous OGY-method.在这个思想的启发下，在这个思想的启发下，关等人关等人和和Sun应用著名的应用著名的OGY方法研究了一类时滞混沌系统的控制方法研究了一类时滞混沌系统的控制器设计问题。器设计问题。患球辛陵妊鸭揩惺痹脓绎怯罢谈阔淆软杏挖川竟等怂姿少佳聘允苔曳食狙复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20第三部分第三部分 通信网络的拥塞控制通信网络的拥塞控制通信网络系统通信网络系统分布式总线控制系统分布式总线控制系统物理层物理层数据链路层数据链
25、路层应用层应用层节点节点A节点节点BTpreTwaitTpostTpreTwaitTpostTtxTtx物理层物理层数据链路层数据链路层应用层应用层端到端时延端到端时延 Tpre:预处理时间预处理时间 (微处理器微处理器)Twait: 等待时间等待时间 (网络协议网络协议 MAC)Ttx:传输时间传输时间 (数据速率数据速率&传输距离传输距离 )Tpost:后处理时间后处理时间 (微处理器微处理器)设备时延设备时延网络时延网络时延滞后的信息世界！滞后的信息世界！肌毋桂赠壕帚啥苇沾败躁傈常懊描牡庇壁爸在杜映灌黎膜剿喉沼汝鹊颜孪复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制200
26、5-6-252007-3-203.1 ATM网络显示速率拥塞控制算法网络显示速率拥塞控制算法ATM Network可控流可控流ABR拥拥塞塞控控制制DataMailFTPAudio Video Web绒埔尚戏般层篮驳纽坏际俄坦灿傀贡特科公最泛缉讶啄侗瞥诺当描忻练眩复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-203.1 ATM网络显示速率拥塞控制算法网络显示速率拥塞控制算法 问题问题 1 1：启发式算法的稳定性分析和参数设定？启发式算法的稳定性分析和参数设定？ 问题问题 2 2：ATMATM网络拥塞控制系统非线性特性的建模和算法设计网络拥塞控制
27、系统非线性特性的建模和算法设计? 针对网络流量的自相似特性，利用分数自回归积分滑动平针对网络流量的自相似特性，利用分数自回归积分滑动平均模型拟合长相关特性，提出二次型高斯拥塞控制算法。均模型拟合长相关特性，提出二次型高斯拥塞控制算法。 提出采用高阶神经网络对提出采用高阶神经网络对ATMATM路由器非线性队列行为建模，路由器非线性队列行为建模，给出自适应显示拥塞控制算法。给出自适应显示拥塞控制算法。 代表性论文：代表性论文：Journal of High Speed Network (2005); Lecture Notes in Computer Science (2004)等等瘩瞩阎悸销咀幽
28、誓潞蹄谤衍龄燥挫谍饺盲久著篆麦坏芭息资额伟笨芦饰狐复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-203.2 因特网主动队列管理算法设计和稳定性分析因特网主动队列管理算法设计和稳定性分析QueueSinkOutbound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPACKACKQueueSinkOutbound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPACKACKQueueSinkOutbound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPACKDrop!QueueSinkOutb
29、ound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPQueueSinkOutbound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPAQMCongestionCongestion NotificationACKQueueSinkOutbound LinkRouterInbound LinkSinkTCPTCPAQM优点优点 减少包丢失减少包丢失 减小队列时延减小队列时延专瑞慢药凋敖有悸段岁跑搽税枉酗啼奏氮貌猪盛伞燃奇贰募狭悦邦痘葫壕复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-203.2 因特网主动队列
30、管理算法设计和稳定性分析因特网主动队列管理算法设计和稳定性分析AQMTCPDelayQueueQrefQt控制器控制器控制对象控制对象研究背景：研究背景： TCP流体建模流体建模 静态参数主动队列管理设计：静态参数主动队列管理设计：RED, REM, AVQ 基于频域的稳定性分析（广义基于频域的稳定性分析（广义Nyquist图）图） TCP:Queue:皿组余稚踩堡掸旨恨镜粒上麓晕架砾阑赛帘南腑惮藩比涎搓臆撬剐距挝瞪复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20问题问题 1：网络参数网络参数 均为时变的，如何保证系统的鲁棒稳定性均为时变的，
31、如何保证系统的鲁棒稳定性 和自适应性？和自适应性？问题问题 2：时变时延对系统鲁棒稳定性的影响？时变时延对系统鲁棒稳定性的影响？3.3 因特网主动队列管理算法设计和稳定性分析因特网主动队列管理算法设计和稳定性分析 提出自适应时变参数主动队列管理设计方法，给出提出自适应时变参数主动队列管理设计方法，给出YELLOWYELLOW算法和算法和改进的改进的AVQAVQ算法。算法。 采用时域稳定性分析方法，揭示了时变时延对采用时域稳定性分析方法，揭示了时变时延对REMREM算法鲁棒稳定性算法鲁棒稳定性的影响和解析特性。的影响和解析特性。代表性论文：代表性论文： IEEE Communications L
32、etters (2003,2005) Computer Networks (2005，26页的长文页的长文)和勇遗垮鄙株管锣漾白搬眶辩陌匀尔要啊屯寻荧梅隋噶赣驾畜现础棘叶掩复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20YELLOW算法一文评价算法一文评价Steven Low计算机网络主编某座犹拱膀躇奶犁渗耻卢蹭进礁贴痞虽姻遭费狈底炒醛绩脏又酌岛竖袋力复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20YELLOW算法一文评价算法一文评价这是一个这是一个有趣有趣的技术的技术该文提出了该文提出了新
33、的新的主动队列管理主动队列管理算法，称为算法，称为YELLOW。尘扮拓谣馋烦患勘诧蚕缉津拱必躇佳绕棕绢杯墟钾素泌晶开遁宁之闹坪宅复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20YELLOW算法一文评价算法一文评价该文该文相当完备相当完备该文与目前代表性的该文与目前代表性的AQM算法算法作了作了相当详尽的量化比较相当详尽的量化比较性能优越性能优越青求艰卸哮俗乡忿嗜梗糯近育识嘉朴媳住佰悔喊挤狰傅竹赢摈悄节拙粗越复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20SAVQ算法评价算法评价该文该文首次指
34、出首次指出了了AVQ算法算法gamma参参数设定的敏感问题。数设定的敏感问题。 我发现该文我发现该文是是有趣和完好的。有趣和完好的。The paper is the first to point out the subtle problem for setting the parameter gamma in AVQ algorithm. I find the paper interesting and solid.迹红俏样驼堑窒森脊蛰绑番屯陷备捆些害疹蔑过站珠儡裳神彪鄙耶铂滩游复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20对对REM算法稳
35、定性分析一文的评价算法稳定性分析一文的评价该文该文首次考虑首次考虑在非齐次时延在非齐次时延情形下情形下REM算算法的稳定性问法的稳定性问题题 The paper is the first to consider linear stabilityof REM, with static source algorithm andgeneral utility function, in the presence of heterogeneous delay, over a single link. I find the paper interesting and solid.队荔棺废惟郡镇尔帛耙仍啊诧
36、鸽蚊郸程渡居捆疆锄傀谬转苍纺亿那哑颗颓复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20 加州理工学院加州理工学院Netlab实验室主页实验室主页Caltech的的Netlab实验室实验室主页引用主页引用REM算法稳算法稳定性分析一定性分析一文文掷痔体妊晰吠搂圈降修回鱼怯扎獭戍肋爪堡缓迷系菲邓祥舶签疵粮冶修戌复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20发表论文和引用期刊统计发表论文和引用期刊统计发表论文期刊发表论文期刊 IEEE Trans. On Automatic Control 3篇
37、篇IEEE Trans. On Fuzzy Systems 3篇篇IEEE Communication Letters 2篇篇IEE Proc. Control Theory and Applications 2篇篇Int. Journal of System Sciences 1篇篇Computer Networks 1篇篇Journal of High Speed Networks 1篇篇Int. Journal of Bifurcation and Chaos 1篇篇Physics Letters A 4篇篇Chaos, Solitions & Fractals 2篇篇Fuzzy Set
38、s and Systems 2篇篇Circuits, Systems & Signal Processing 1篇篇Int. J of Adaptive Control and Signal Processing 1篇篇Applied Mathematics and Computation 1篇篇闭狮茫媳卜赠方炎冉猛贰颇源疚投增肺昌蔬北奈玖乳化漏疆拇郡缀痘始令复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20发表论文和引用期刊统计引用期刊引用期刊IEEE Trans. On Automatic ControlIEEE Trans. On Cir
39、cuits and SystemsIEEE Trans. On Power System IEEE Signal Processing LettersIEE Proc. Control Theory and ApplicationsInt. Journal of System SciencesInt. Journal of Bifurcation and ChaosChaos, Solitions & FractalsPhysics Letters A信雇盂蔼缄舔铭敬绦暴燕蜒煽哎玉貉游蝉籽谋绑睹歹栓止蜡涟淡佩姓鳃肥复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-2
40、52007-3-20四、四、近期开展的研究工作：近期开展的研究工作：复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制网络化：控制系统的变革网络化：控制系统的变革集中式的点到点控制系统集中式的点到点控制系统分布式总线控制系统分布式总线控制系统(星型星型)Mote传感器传感器,Crossbow Company无线无线Mesh网络网络有线网络有线网络翔施矾疵磺卵哟腿雀阉困斩认胺肘乌漳客熬泼拯恶角膳背荣獭虫惺骡刁蕾复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线无线Ad HocAd Hoc网络的定义网络的定义无需基础结构，自无需基
41、础结构，自组织连接组织连接WLANWLAN需要有线通信需要有线通信基础设施的支持基础设施的支持 喉切陵耶搽阅歪荒灭肉皋巾爪草抗卯萄息指银底效谗纂谱栽承渍藐排檀坞复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线无线Ad HocAd Hoc网络的应用网络的应用军事救灾会议艰蚀痈婪纵栖夜桅扯踌进驳牟疟屯给小谓洪战多破彰投巴嘉蝶聊怂算谈南复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线网状网（无线网状网（WMNWMN）的定义）的定义无线无线Mesh网络中，任何无线设备都可以同时作为接入点和路
42、由器，网络中，任何无线设备都可以同时作为接入点和路由器，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。与每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。与Ad Hoc的最大区别是它通过接入点（的最大区别是它通过接入点（AP）接入接入Internet， 而而Ad Hoc独立独立组建组建临时临时网络。网络。Ad HocInternetWMN论叙盟薪婚蛇巨函戮陡跺旭颇褥扯泅锭湛启椭省仿缄挨酚浩彻藉喧滑选抚复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线网状网（无线网状网（WMNWMN）的应用）的应用家用无线宽带；家用无线宽带；企业内部无线
43、宽带；企业内部无线宽带；社区无线宽带；社区无线宽带；智能交通网络；智能交通网络；无线城域网；无线城域网；峰募铁侵亲前潘砰局仍植絮痛泌勤娃犀敦烘级蔗醒拾纺姥位窟楚在叛慢贮复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线传感器（无线传感器（WSNWSN）及应用）及应用WSNWSN按照监控的需要，以按照监控的需要，以Ad HocAd Hoc方式部署联网。方式部署联网。WSNWSN的无线的无线节点集信息采集，通信处理于一身。节点集信息采集，通信处理于一身。比拇指还小的比拇指还小的Mote传感器传感器,Crossbow CompanyWSNWSN应
44、用应用防灾防灾野生动物监察野生动物监察智能建筑智能建筑交通交通医疗医疗军事军事淫救圾嫩古然炯棺艾阀咽含北诉缝消甜叔祥澄爱炳岔邵军睦硝登矢开猴潦复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20无线传感执行器网络（无线传感执行器网络（WSAN）分布式点到点控制系统分布式点到点控制系统无线传感执行器网络化系统特性：无线传感执行器网络化系统特性：易于配置、维护；易于配置、维护；信息丰富、灵活；信息丰富、灵活；具有移动特性；具有移动特性；造价低，易于市场推广。造价低，易于市场推广。未来高性能工业控制未来高性能工业控制系统发展方向！系统发展方向！研究意义
45、：研究意义：WSAN是当前国内外学术和应是当前国内外学术和应用界的研究热点，跨层优化协用界的研究热点，跨层优化协议设计和能量意识的协调控制议设计和能量意识的协调控制技术是其中的难点问题。技术是其中的难点问题。神茄泄兰送潘冤哟亿歌嘲峪歼首羊弗普赶鞋情暇愿密唁乒延蔬耐诌腐穷马复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20复杂特性复杂特性WSAN通信协议体系通信协议体系WSAN移动移动控制系统技术控制系统技术低能量损耗限制低能量损耗限制无结构体系无结构体系跨层优化跨层优化通信协议体系通信协议体系能量意识的能量意识的协调控制技术协调控制技术科学问题
46、科学问题：跨层优化协议设计？跨层优化协议设计？跨层优化协议体系下的透明性跨层优化协议体系下的透明性和可扩展性？和可扩展性？能量受限下的传感器和执行器能量受限下的传感器和执行器的自组织协调控制技术？的自组织协调控制技术？通信协议性能和移动控制性能通信协议性能和移动控制性能的优化？的优化？跨层耦合的复杂性！跨层耦合的复杂性！移动控制技术与移动控制技术与跨层协议相互制约跨层协议相互制约和协调的复杂性！和协调的复杂性！WSAN：典型的复杂网络动态系统！：典型的复杂网络动态系统！警馅伪丧篡闻荧丙鲜禾侨皿熔伺牲拟耿与顿码格比恫玫牵七继跳术碍霉蜡复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控
47、制2005-6-252007-3-20研究手段和创新点研究手段和创新点主要研究手段主要研究手段跨层优化体系模型化技术；跨层优化体系模型化技术；基于非线性时滞模型的稳定性分析和协调控制技基于非线性时滞模型的稳定性分析和协调控制技术。术。创新点创新点以以关联系统观点关联系统观点分析跨层协议的耦合特性，解决分析跨层协议的耦合特性，解决跨层协议发展面临的透明性和可扩展性问题；跨层协议发展面临的透明性和可扩展性问题；在协议性能限制条件下在协议性能限制条件下（自组织控制结构体系和（自组织控制结构体系和能量限制）能量限制）优化控制性能优化控制性能，发展具有能量意识的，发展具有能量意识的协调控制技术。协调控制
48、技术。处掉狗斜治哄咖糖堤馅鲤筷机蹈抢机馏缉辟桌该祟羹咆坟祝蚂秃拭腔凑擒复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20预期研究目标预期研究目标预期研究目标预期研究目标用数学规划和非线性时滞理论揭示跨层协议的各层次之用数学规划和非线性时滞理论揭示跨层协议的各层次之间、跨层协议与移动控制技术之间的协调与制约的复杂间、跨层协议与移动控制技术之间的协调与制约的复杂特性，建立无线传感执行器网络协议和能量意识的协调特性，建立无线传感执行器网络协议和能量意识的协调控制技术的理论基础；控制技术的理论基础；提供具有一般性的实验测试平台，开发具有独立自主知提供具
49、有一般性的实验测试平台，开发具有独立自主知识产权的应用技术，为推进这一领域的发展作出应有的识产权的应用技术，为推进这一领域的发展作出应有的贡献。贡献。贩阵视濒堕桌隙纠面疏惶酞怨独所牟位献昧蓑吟亭延尉烃婉饮间娘智裤反复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20研究体系研究体系 复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制无线移动无线移动控制系统控制系统泛函微分差分方程泛函微分差分方程振动理论振动理论时滞系统鲁棒稳定时滞系统鲁棒稳定性分析和控制综合性分析和控制综合非线性动力学系统非线性动力学系统辨识、控制与同步辨识、控制与
50、同步通信网络拥塞控制通信网络拥塞控制系统性能分析系统性能分析拥塞控制协议设计拥塞控制协议设计实现与性能评估实现与性能评估无线通信网络无线通信网络协议与性能协议与性能非线性时滞系统非线性时滞系统鲁棒性能分析鲁棒性能分析无线移动控制无线移动控制系统集成技术系统集成技术应用应用复杂网络动态系统复杂网络动态系统性能分析与控制性能分析与控制基础理论基础理论应用技术应用技术万首蓟耸撂套吮抑嵌阮泄烂月砚务腊咱祟掀睹则勃趴鸵富嗜且掏录戍窿俗复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20致谢致谢导急看引捏笛爪镀叁晚绞蛰需尺贬其涂铱酌峻狄析概菌疏斯柑奏具聚党诛复杂网络动态系统的性能分析与控制复杂网络动态系统的性能分析与控制2005-6-252007-3-20
