根据山东省科技奖励办公室《关于开展2017年度山东省科学技术奖推荐工作的通知》要求，由青岛科技大学、河南理工大学共同完成的“复杂系统的动态建模与学习控制理论”项目由青岛科技大学推荐申报山东省科学技术进步奖，对我校卜旭辉同志参与申报报奖材料进行公示，详见附件。

在公示期内，任何单位或个人对公示项目的内容及推荐材料的真实性和项目完成人持有异议的，可以书面形式向河南理工大学科技处提出，并提供必要的证明材料，以便于核实查证，确保实事求是、客观公正地处理异议。

公示日期：2017年5月22日至6月1日。

联系人：胡治国

联系方式：0391-3986253

一、项目简介

该项目属于自动控制科学技术领域。随着社会经济和科学技术的迅速发展，企业生产规模越来越大，实际系统越来越复杂，如城市交通网络、石油化工过程等。复杂系统的建模与控制成为国际自动化领域重中之重的科学问题。然而，传统控制理论通常要求数学模型已知，严重制约着工业实际应用和推广。另外，通讯网络的引入使控制系统的信息传输模式发生了根本性变化，网络延时、丢包等通讯约束也给传统的控制理论带来了巨大的挑战。复杂系统积累了大量数据。因此，如何利用过程数据直接进行复杂系统的动态建模、控制系统设计及稳定性、鲁棒性分析，成为近十年来控制理论界的研究热点。

项目重点研究了复杂非线性系统的数据驱动的动态线性化方法、数据驱动的广义学习控制理论、网络数据丢包、噪声和量化等环境下的数据驱动控制方法的鲁棒性设计和分析、数据驱动的城市交通系统的动态建模和控制，初步建立了一套数据驱动的复杂系统动态建模与学习控制理论体系，取得了一些新结果：

（1）率先提出了非严格重复系统的离散自适应学习控制理论体系，揭示了离散时间自适应控制和迭代学习控制的本质相似性，发现了二者之间相互借鉴的途径，首次将关键技术引理推广到迭代域，突破了传统迭代学习控制相同初始状态和相同参考轨迹两个根本假设。

（2）创立和完善了数据驱动的动态线性化及学习控制理论和方法，包括原创性的非线性离散时间系统的迭代动态线性化方法，以及开创性的数据驱动的广义最优学习控制方法，解除了现代控制系统理论分析和设计依赖于被控系统机理模型的束缚。

（3）建立了网络通讯约束条件下的学习控制理论和方法，首次提出了数据不确定框架下的迭代学习控制的鲁棒性理论，完善了现有迭代学习控制的理论体系，提供了实际复杂网络动态系统的有效高精度跟踪的控制策略。

（4）发展了复杂交通系统的基于数据分析的动态建模和控制理论，在交通流基本参数和车辆行驶轨迹等数据分析的基础上，建立了多车效应道路交通流微观模型和格子流体力学交通流宏观模型，设计了随机型和确定型入匝道系统，提出了数据驱动的入口匝道控制的迭代反馈整定方法，推动了现代智能交通控制与管理的构建和发展。

该项目初步形成了数据驱动的复杂系统的动态建模和学习控制的研究框架，解决了复杂动态网络、城市交通系统等多个实际建模和控制难题，为复杂控制系统科学研究提供了新方法与新思路。部分成果获得山东省高校优秀科研成果奖4项、山东省自然科学学术创新奖1项。该项目共发表SCI文章62篇，8篇代表性论文SCI他引102次，CSCD他引17次，20篇主要论文SCI他引141次，CSCD他引68次。成果得到了包括IEEE/IFAC Fellow、院士、长江、杰青等20多个国家学者的引用和高度评价。第一完成人应邀为《IEEE Transactions on Industrial Electronics》和《自动化学报》专刊撰写综述，总结在动态线性化和数据驱动最优学习控制方面的系列工作。项目进行中，第一完成人获泰山学者青年专家人才工程计划，第二完成人获河南省教育厅学术技术带头人、河南省高校科技创新人才等称号。

二、代表性论文论著目录

三、主要完成人情况

姓名：卜旭辉，排序：2/3，职称：副教授，工作单位：河南理工大学。

提出了数据包丢失、数据噪声污染以及数据量化等情形下的迭代学习控制系统收敛性分析方法，建立了数据不确定性与动态系统跟踪性能的定量关系，提出了一系列抑制数据不确定性的鲁棒迭代学习控制设计方法；针对存在切换不确定的多模型动态系统，提出了高精度跟踪的迭代学习控制方法并给出收敛性分析理论；针对不确定扰动的影响，提出了基于扰动观测补偿的动态系统自适应控制方法。对推荐书《重要科学发现》中所列第4项发现做出了创造性贡献，是代表性论文3、4、6以及主要论文4 – 7、11的第一和通讯作者，对本项目研究工作投入的工作量占本人工作量的70%以上。

四、完成人合作关系说明

项目第一完成人池荣虎教授于2003年到2007年在北京交通大学攻读博士，与第二完成人卜旭辉副教授同是师从北京交通大学侯忠生教授，一直在数据驱动控制、学习控制、智能交通等方向保持着持续的合作关系，二人合作在International Journal of Robust and Nonlinear Control、IET Control Theory & Applications等高水平学术期刊上共同发表论文5篇，并共同申请和完成了纵向科研课题1项。