自动化学院举办“研自有理”学术沙龙活动

2019-12-09来源:自动化学院作者:文:方贤举 图:孙国星审核人:姚德编辑:陈育凡阅读:1509

12月8日,在自动化学院9059报告厅,学院邀请了段广仁院士为大家开展了“控制系统参数化设计及其在卫星姿控系统设计中的应用”的学术讲座,本场讲座由郭健同志主持,自动化学院部分教师和研究生参加了此次学术报告。



段广仁院士,CAA Fellow,IEEE Fellow,IET Fellow,哈尔滨工业大学航天学院控制理论与制导技术研究中心主任;国家自然科学基金委创新群体和重大项目负责人。系统地提出了控制系统参数化设计理论,作为第一完成人获得国家自然科学二等奖2项,另获第四届中国青年科技奖和全国优秀科技工作者称号。


段广仁院士首先提出了自己对于控制学科的四个观点:用数学的观点看问题、基础理论的重要作用、控制系统要满足多目标要求、控制的核心问题是镇定问题,并向大家作了详细介绍。段院士指出,解决系统的控制问题,最重要的就是将控制律参数化,即求解出系统所有镇定控制律的一个参数化通解,最基本的就是求解增益矩阵K。段院士将增益矩阵K所属的矩阵空间比作一个池塘,满足条件的矩阵K就是池塘中的鱼,形象地解释了矩阵通解与全空间的关系。过去的增益矩阵求解问题主要有通过线性二次型调节器、极点配置以及Ackerman公式的方法,但是这些求解方法往往不能包含所有解,或只针对单变量系统,无法进一步优化。段院士向我们展示了基于状态反馈的正常系统下的控制律参数化公式,在这一公式下,能够给出给定系统非退化的所有解,同时能够向复杂系统和其他反馈方式推广。



紧接着,段广仁院士向我们介绍了控制系统参数化设计。这一部分是针对已知的系统反馈增益矩阵K通解的情况下,将系统的设计要求转化为参数约束,段广仁院士将这一过程比作将鱼塘捞鱼变为鱼缸捞鱼,同时还展示了鲁棒控制系统和受限系统的参数化设计相关文献和研究成果。然后,段院士介绍了目前控制系统参数化设计思想在多个领域的应用,包括高速飞行器控制、复杂卫星姿态和轨道控制、空间高精度指向控制和磁悬浮系统控制。段院士着重介绍了挠性航天器姿态控制问题,并展示了关于这一方面的实际应用:“天通一号”移动通信卫星,通过对比过去消除挠性扰动影响采取的PID+滤波器的方法,证明了参数化方法在各个方面的优越性。



最后,段广仁院士对报告作了总结,并展望未来在这一领域的研究方向:伪线性系统,指出这一方向上尚有很大的发展空间。讲座临近结束,老师和同学们积极地向段院士请教相关问题,段院士也一一作了详细的回答,通过此次讲座,大家对控制系统的参数化设计有了一定的认识,讲座在同学们热烈的掌声中圆满结束。