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进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅2005-6-252007-3-20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方法控制器方法控制器的循环设计问题，并进一步给出动态输出反馈递推控制器设的循环设计问题，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计方法，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。设计方案。 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 Processing (05) Fuzzy Sets and Systems (04, 05)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，提出复合模糊规则和双指标动态反馈控制器的设计方法，给出给出系统系统输出子空间和控制子空间的连接桥梁，建立了输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 Systems2005-6-252007-3-20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。对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器的参数，实现对参数未知主从(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，不是一项简单的工作，因为同时涉及未知参数的因为同时涉及未知参数的辨识和控制器的设计，辨识和控制器的设计，关关于这个富有挑战性的问题于这个富有挑战性的问题目前很少有相关报道。关目前很少有相关报道。关等人应用观测器的思想实等人应用观测器的思想实现了现了Lorenz系统未知参数系统未知参数的辨识的辨识。吕等人用。吕等人用同样的同样的方法方法研究了研究了Chens混沌系混沌系统的同一个统的同一个问题。问题。该文该文 物理学报，物理学报，2001 2001 被被SCISCI引用引用2 27 7次，次，其中其中他引他引2121次次，国内外多位学者将这一设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计思想融入到系统控制器的设计中。ChenChen等人等人在在Physics Letter APhysics Letter A，20022002对该文对该文的评价的评价：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，建立了系统时滞、控制器时滞和控制器增益的隐含关系。、控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),T2005-6-252007-3-20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等人对该文的贡献予以肯定定。SunChaos, Solitons and Fractals, 2004评价：评价： But seldom researchers consider if the DFC method can be used to control time-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 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。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端到端时延时延 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)设备设备时延时延网络网络时延时延滞后的信息世界！滞后的信息世界！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可控流可控流ABR拥塞控制拥塞控制DataMailFTPAudio Video Web2005-6-252007-3-203.1 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平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!QueueSinkOutbound 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: )(2)(1txptqRtwtwqRwdtdiiiiiQueue: tcttwtNqdtd2005-6-252007-3-20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，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 tcttN, 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 Letters (2003,2005) Computer Networks (2005，26页的长文页的长文)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的新的主动队列管理主动队列管理算法，算法，称为称为YELLOW。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2005-6-252007-3-20SAVQ算法评价算法评价该文该文首次指出首次指出了了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.2005-6-252007-3-20对对REM算法稳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.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 Sets 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 Circuits 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 A2005-6-252007-3-20四、近期开展的研究工作：四、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 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网络中，任何无线设备都可以同时作为接入点接入点和路由器和路由器，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。，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独独立立组建组建临时临时网络。网络。Ad HocInternetWMN2005-6-252007-3-20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；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：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。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！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。协调控制技术。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。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2005-6-252007-3-20致谢致谢