Actuators 专题研讨会：复杂非线性系统的智能控制与分布式优化

Actuators 专题研讨会：复杂非线性系统的智能控制与分布式优化 | MDPI Seminar

发表时间: 2025-11-05 阅读量: 223

在智能制造、工业互联网与自主系统迅猛发展的背景下，复杂非线性系统的建模、控制与优化正面临前所未有的挑战与机遇。执行器作为实现精确控制的核心部件，其动态特性与控制性能直接决定了系统的整体表现。

为深入探讨面向复杂非线性系统的智能控制理论与分布式优化方法，我们诚邀您参加“Actuators 专题研讨会：复杂非线性系统的智能控制与分布式优化”。本次研讨会汇聚领域内多位专家学者，围绕自适应抗干扰控制、事件触发机制、动态面设计、时间序列表征学习及分布式非凸优化等前沿方向，呈现一系列前沿学术报告，旨在推动先进控制策略与优化算法在实际工程系统中的深度融合与应用。

会议信息

研讨会 (第一场)

1 时间

2025年11月11日 19:00-21:00

2 观看通道

点击下方链接，观看直播。

https://9g0ug.xetlk.com/sl/wOwkC

3 与会人员

会议主席&主持人：邓超教授

特邀嘉宾：杨光红教授

主讲人：王陈亮教授，邢兰涛教授，刘骁康副教授

4 会议议程

●

19:00-19:05

开场致辞

邓超教授

南京邮电大学

●

19:05-19:35

非线性系统自适应抗干扰控制方法与应用

王陈亮教授

北京航空航天大学

●

19:35-20:05

不确定非线性系统的事件触发控制

邢兰涛教授

山东大学

●

20:05-20:35

面向分布式非凸优化的差分隐私线性化 ADMM 算法

刘骁康副教授

华中科技大学

●

20:35-20:55

提问交流环节

参会人员

●

20:55-21:00

闭幕致辞

杨光红教授

东北大学

研讨会 (第二场)

1 时间

2025年11月13日 19:00-20:30

2 观看通道

点击下方链接，观看直播。

https://9g0ug.xetlk.com/sl/2mRScb

3 与会人员

会议主席&主持人：邓超教授

特邀嘉宾：杨光红教授

主讲人：陈正华副教授，黄江帅教授

4 会议议程

●

19:00-19:05

开场致辞

邓超教授

南京邮电大学

●

19:05-19:35

时间序列数据的表征学习

陈正华副教授

英国格拉斯哥大学

●

19:35-20:05

带非线性滤波器的动态面控制：在欠驱动起重机中的应用

黄江帅教授

重庆大学

●

20:05-20:25

提问交流环节

参会人员

●

20:25-20:30

闭幕致辞

杨光红教授

东北大学

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主讲人

	王陈亮教授北京航空航天大学王陈亮，国家优秀青年科学基金获得者，北京航空航天大学教授、博士生导师。分别于2008年7月和2013年1月在北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院获得学士和博士学位，2013年1月留校任教至今。2015年4月至2016年4月作为国家公派访问学者在新加坡国立大学电子与计算机工程系交流学习。主要研究方向为自适应抗干扰控制、飞行器制导与控制，在 IEEE TAC、Automatica 等国际知名期刊上发表SCI论文70余篇，所发表论文在Web of Science中引用3000余次，授权国家发明专利30余项、软件著作权3项。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等10余项课题，获2023年中国仪器仪表学会科技进步一等奖、2024年德国纽伦堡国际发明展金奖、2024年中东国际发明展金奖等奖励。入选全球前2%科学家榜单，担任中国自动化学会导航制导与控制专业委员会委员和中国指挥与控制学会集群智能与协同控制专业委员会委员。报告题目：非线性系统自适应抗干扰控制方法与应用报告简介：干扰和不确定性是制约控制系统精确性、适应性和安全性的瓶颈因素。本报告在复合精细干扰控制理论的框架下，讨论了非线性系统自适应抗干扰控制问题。首先，针对存在多源复合干扰的不确定非线性严反馈系统，在故障/控制方向已知和未知的情形下，分别提出了可同时保证L∞跟踪性能和零稳态误差的自适应抗干扰控制方法和可辨识多通道未知时变故障/控制方向的自适应抗干扰控制方法。然后，所提方法被应用于飞行器电动舵机控制问题和飞行器安全制导问题。针对存在间隙、摩擦、铰链力矩、参数摄动多源复合干扰和不确定性的飞行器电动舵机系统，提出了具有指定性能的高精度快响应控制方法。针对网络攻击下的高动态飞行器，提出了可应对通信链路未知方向攻击并满足攻击角和视线角约束的安全制导方法。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。
	邢兰涛教授山东大学邢兰涛，山东大学控制学院教授、博士生导师，国家海外优青，山东省杰青。浙江大学工学博士，曾担任澳大利亚昆士兰科技大学博士后研究员，新加坡南洋理工大学校长博士后研究员 (2019年度全球超过800个申请人中的12个获得者之一)。入职山东大学前曾获得爱尔兰圣三一大学 (2024年QS世界大学排名：81) 助理教授offer。从事信息物理系统控制理论及其在电网中的应用研究，出版英文专著一部，曾获ICIEA 2021国际会议最佳论文奖。现担任期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics 和 IEEE Transactions on Smart Grid 副主编。报告题目：不确定非线性系统的事件触发控制报告简介：事件触发控制 (Event-triggered Control, ETC) 采用非周期性通信协议，近年来在网络控制系统中日益受到关注。然而，针对非线性系统的ETC研究成果仍相对有限，其主要原因在于非线性系统可能存在多种非线性动力学，使得处理事件条件引起的误差变得困难。解决该问题的一种基本工具是输入-状态稳定 (Input-to-State Stable, ISS) 理论。尽管基于ISS的ETC方法具有较强的理论能力，但人们对其严格的ISS要求提出了质疑。本报告将介绍在不依赖ISS方法的前提下，严格反馈非线性系统的最新ETC研究成果，并分享在ETC研究探索过程中获得的若干重要见解与实践经验。
	刘骁康副教授华中科技大学刘骁康，华中科技大学副教授，从事新能源微电网控制、智能电网领域。主持国家自然科学基金面上项目和青年项目、湖北省自然科学基金青年项目等。以第一/通信作者发表SCI论文40余篇，授权中国发明专利10余件，入选2022年“武汉英才”、2023年“中国科协第九届青年人才托举工程”，获2024年中国自动化学会自然科学奖二等奖。研究成果被谷歌引用2500余次，H-index为28，入选全球2%顶尖科学家榜。报告题目：面向分布式非凸优化的差分隐私线性化 ADMM 算法报告简介：本报告关注分布式非凸优化中的隐私保护问题。针对现有方法在隐私与性能之间的权衡难题，团队提出了一种具备差分隐私保证的线性化交替方向乘子算法 (DP-LADMM)。该算法在保持高隐私水平的同时，实现了非凸目标函数的快速收敛，并能有效避免鞍点与局部极大值。通过引入解析高斯机制以精确跟踪隐私损失，进一步提供了严格的全局差分隐私界限。理论分析表明，该方法在分布式非凸优化场景下给出了显式收敛速率，为隐私保护优化研究提供了新的思路与理论分析方法。
	陈正华副教授英国格拉斯哥大学陈正华博士目前担任英国格拉斯哥大学高级讲师 (副教授)，曾任新加坡科技研究局高级研究员、PI和实验室主任。研究领域为高效机器学习和时间序列分析。近年来发表国际知名期刊或会议论文150余篇 (包括顶级期刊 IEEE TPAMI、TNNLS、Tcyber、TIE、TII 和CCF A类会议AAAI、IJCAI、KDD、ICCV、NeurIPS等)、编写英文专著三部；论文谷歌学术引用14000+，H-index为54；受邀担任知名期刊 Neurocomputing 副主编和 IEEE TPAMI、TII、TIM、TICPS 等IEEE汇刊编委；连续五年入选全球前2%顶尖科学家 (斯坦福大学发布)、曾荣获新加坡工程师学会杰出工程成就奖、ASTAR职业发展奖 (Career Development Award)、IEEE JAS维纳综述奖 (Norbert Wiener Review Award)、CCF A类会议CVPR 2021 UG2+挑战赛冠军、IEEE ICIEA 2022和IEEE SmartCity 2022最佳论文奖等；曾担任IEEE传感器学会新加坡分部主席。报告题目：时间序列表征学习与领域自适应* 报告简介：时间序列数据分析 (Time Series Data Analytics, TSDA) 在众多应用领域中具有关键作用，涵盖机械故障诊断与预测、医疗健康信息学等重要方向。然而，TSDA面临若干关键挑战，包括时间序列数据标注的困难性与高成本，以及由环境变化或设备异构性所引发的领域偏移 (domain shift) 问题。本次报告将介绍一种面向无标签时间序列数据的时序对比学习方法，以实现高效表征学习；同时，提出一种基于图对齐 (graph alignment) 的时间序列领域自适应方法。本研究的总体目标是构建面向时间序列分析的高效且具有良好泛化能力的人工智能模型，使其在减少对标注数据依赖的同时，能够在多样化运行条件下保持鲁棒性与适用性。
	黄江帅教授重庆大学黄江帅，于华中科技大学自动化学院获得本科与硕士学位、新加坡南洋理工大学获博士学位，现为重庆大学自动化学院教授，重庆市学科带头人，入选国家级青年人才项目。从事具身智能无人系统相关研究，发表国际SCI期刊论文100余篇，其中在控制领域权威期刊 IEEE Trans. on Automatic Control 和 Automatica 发表论文20篇，出版英文专著2部。到目前为止，发表论文SCI他引5000余次，单篇论文最高SCI他引500余次，8篇论文入选ESI高被引论文。研究成果获第25届中国控制与决策会议“张嗣瀛”优秀青年论文奖、2018年中国指挥与控制学会科技进步奖一等奖、2021年中国自动化学会自然科学奖一等奖和2024年重庆市自然科学奖一等奖等，担任 IEEE Trans. on Cybernetics 及 IEEE Trans. on Industrial Electronics 等期刊编委。报告题目：基于非线性滤波器的动态面控制及其在欠驱动起重机系统中的应用报告简介：本报告介绍一种基于非线性滤波器的动态面控制 (Dynamic Surface Control, DSC) 方法，并将其应用于欠驱动起重机系统。反步法 (Backstepping) 为多类非线性系统的控制器设计提供了一种系统化的递推设计框架，而动态面控制方法通过引入一阶滤波器有效缓解了传统反步法中存在的“复杂性爆炸”问题，从而增强了其在实际工程系统中的可实施性。然而，现有DSC方法在实际应用中仍面临若干关键性技术难题：其一，滤波器参数的确定极为困难；其二，由于控制参数的选择依赖于系统初始条件，闭环系统的稳定性仅能保证为半全局性 (semi-global)；其三，跟踪误差不依赖于参数。为解决上述问题，本文提出一种基于非线性滤波器的动态面控制策略，其核心在于构造一类非线性滤波器，使得滤波器输出能够快速跟踪虚拟控制误差，且该跟踪误差对滤波器参数不敏感。进一步，本文提出一种新的滤波器设计准则，指导构造能够以任意正参数主导滤波输入的非线性滤波器，同时实现控制器设计对系统初始条件的独立性，从而发展出一种新型DSC方法。该方法显著降低了控制参数整定对各类上界信息繁琐计算的依赖。所提出的控制方案进一步拓展至自适应DSC框架下的控制参数选取问题，并最终应用于一类欠驱动起重机系统的自适应镇定控制，验证了其有效性与工程实用性。

相关特刊

Advanced Technologies in Actuators for Control Systems

Guest Editors: Prof. Dr. Guanghong Yang, Prof. Dr. Yuanxin Li and Prof. Dr. Chao Deng

Deadline for manuscript submissions: 31 December 2025

点击下方链接，了解特刊详情。

https://www.mdpi.com/journal/actuators/special_issues/779POEMP8I

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多机器人系统的碰撞 / 障碍物规避协同控制：综述

Guanghong Yang, Liwei An and Can Zhao

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基于动态观测器的分数阶系统故障检测与可靠控制器设计

He Li et al.

https://www.mdpi.com/2347890

会议组织方

主办单位

合作单位

期刊信息

Actuators 期刊介绍

主编：Kenji Uchino, The Pennsylvania State University, USA

期刊下设包括执行器材料、航空执行器、机器人执行器、控制系统等10个专题，为执行器和控制系统的科学和技术提供了一个先进的论坛。

2024 Impact Factor	2.3
2024 CiteScore	4.3
Time to First Decision	19 Days
Acceptance to Publication	1.9 Days

会议主席&主持人

邓超教授

南京邮电大学

邓超，南京邮电大学碳中和先进技术研究院教授，博士生导师，国家海外优青。东北大学工学博士，2018年至2021年间于新加坡南洋理工大学进行博士后研究。主要从事信息物理系统的安全控制、智能电网二次控制等领域研究。发表SCI论文50余篇，ESI高被引论文10篇，谷歌学术引用5000余次。曾获2022年IEEE SMC学会最佳期刊论文奖，2023 CCDC会议张嗣瀛奖提名，2024中国自动化学会自然科学二等奖等。现担任IEEE高级会员、中国自动化学会会员、国际期刊 Journal of Control and Decision 的编委。

特邀嘉宾

杨光红教授

东北大学

杨光红，东北大学特聘教授、国家自然科学基金创新群体负责人。欧洲科学与艺术学院院士、IEEE Fellow、中国自动化学会会士。现任《控制与决策》主编以及 Journal of Control and Decision 期刊主编、中国控制与决策会议总主席 (CCDC，2010-2025)、中国自动化学会信息物理系统控制与决策专业委员会主任、5个国际学术期刊编委、IEEE控制系统协会哈尔滨分会主席。主要研究方向包括故障诊断与容错控制、系统安全性、信息物理系统、无人系统等。发表学术专著3部，SCI期刊论文600 余篇，Google引用3.5万余次。入选爱思唯尔中国高被引学者与全球高被引科学家。

	王陈亮教授北京航空航天大学王陈亮，国家优秀青年科学基金获得者，北京航空航天大学教授、博士生导师。分别于2008年7月和2013年1月在北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院获得学士和博士学位，2013年1月留校任教至今。2015年4月至2016年4月作为国家公派访问学者在新加坡国立大学电子与计算机工程系交流学习。主要研究方向为自适应抗干扰控制、飞行器制导与控制，在 IEEE TAC、Automatica 等国际知名期刊上发表SCI论文70余篇，所发表论文在Web of Science中引用3000余次，授权国家发明专利30余项、软件著作权3项。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等10余项课题，获2023年中国仪器仪表学会科技进步一等奖、2024年德国纽伦堡国际发明展金奖、2024年中东国际发明展金奖等奖励。入选全球前2%科学家榜单，担任中国自动化学会导航制导与控制专业委员会委员和中国指挥与控制学会集群智能与协同控制专业委员会委员。报告题目：非线性系统自适应抗干扰控制方法与应用报告简介：干扰和不确定性是制约控制系统精确性、适应性和安全性的瓶颈因素。本报告在复合精细干扰控制理论的框架下，讨论了非线性系统自适应抗干扰控制问题。首先，针对存在多源复合干扰的不确定非线性严反馈系统，在故障/控制方向已知和未知的情形下，分别提出了可同时保证L∞跟踪性能和零稳态误差的自适应抗干扰控制方法和可辨识多通道未知时变故障/控制方向的自适应抗干扰控制方法。然后，所提方法被应用于飞行器电动舵机控制问题和飞行器安全制导问题。针对存在间隙、摩擦、铰链力矩、参数摄动多源复合干扰和不确定性的飞行器电动舵机系统，提出了具有指定性能的高精度快响应控制方法。针对网络攻击下的高动态飞行器，提出了可应对通信链路未知方向攻击并满足攻击角和视线角约束的安全制导方法。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。
	邢兰涛教授山东大学邢兰涛，山东大学控制学院教授、博士生导师，国家海外优青，山东省杰青。浙江大学工学博士，曾担任澳大利亚昆士兰科技大学博士后研究员，新加坡南洋理工大学校长博士后研究员 (2019年度全球超过800个申请人中的12个获得者之一)。入职山东大学前曾获得爱尔兰圣三一大学 (2024年QS世界大学排名：81) 助理教授offer。从事信息物理系统控制理论及其在电网中的应用研究，出版英文专著一部，曾获ICIEA 2021国际会议最佳论文奖。现担任期刊 IEEE Transactions on Industrial Electronics 和 IEEE Transactions on Smart Grid 副主编。报告题目：不确定非线性系统的事件触发控制报告简介：事件触发控制 (Event-triggered Control, ETC) 采用非周期性通信协议，近年来在网络控制系统中日益受到关注。然而，针对非线性系统的ETC研究成果仍相对有限，其主要原因在于非线性系统可能存在多种非线性动力学，使得处理事件条件引起的误差变得困难。解决该问题的一种基本工具是输入-状态稳定 (Input-to-State Stable, ISS) 理论。尽管基于ISS的ETC方法具有较强的理论能力，但人们对其严格的ISS要求提出了质疑。本报告将介绍在不依赖ISS方法的前提下，严格反馈非线性系统的最新ETC研究成果，并分享在ETC研究探索过程中获得的若干重要见解与实践经验。
	刘骁康副教授华中科技大学刘骁康，华中科技大学副教授，从事新能源微电网控制、智能电网领域。主持国家自然科学基金面上项目和青年项目、湖北省自然科学基金青年项目等。以第一/通信作者发表SCI论文40余篇，授权中国发明专利10余件，入选2022年“武汉英才”、2023年“中国科协第九届青年人才托举工程”，获2024年中国自动化学会自然科学奖二等奖。研究成果被谷歌引用2500余次，H-index为28，入选全球2%顶尖科学家榜。报告题目：面向分布式非凸优化的差分隐私线性化 ADMM 算法报告简介：本报告关注分布式非凸优化中的隐私保护问题。针对现有方法在隐私与性能之间的权衡难题，团队提出了一种具备差分隐私保证的线性化交替方向乘子算法 (DP-LADMM)。该算法在保持高隐私水平的同时，实现了非凸目标函数的快速收敛，并能有效避免鞍点与局部极大值。通过引入解析高斯机制以精确跟踪隐私损失，进一步提供了严格的全局差分隐私界限。理论分析表明，该方法在分布式非凸优化场景下给出了显式收敛速率，为隐私保护优化研究提供了新的思路与理论分析方法。
	陈正华副教授英国格拉斯哥大学陈正华博士目前担任英国格拉斯哥大学高级讲师 (副教授)，曾任新加坡科技研究局高级研究员、PI和实验室主任。研究领域为高效机器学习和时间序列分析。近年来发表国际知名期刊或会议论文150余篇 (包括顶级期刊 IEEE TPAMI、TNNLS、Tcyber、TIE、TII 和CCF A类会议AAAI、IJCAI、KDD、ICCV、NeurIPS等)、编写英文专著三部；论文谷歌学术引用14000+，H-index为54；受邀担任知名期刊 Neurocomputing 副主编和 IEEE TPAMI、TII、TIM、TICPS 等IEEE汇刊编委；连续五年入选全球前2%顶尖科学家 (斯坦福大学发布)、曾荣获新加坡工程师学会杰出工程成就奖、ASTAR职业发展奖 (Career Development Award)、IEEE JAS维纳综述奖 (Norbert Wiener Review Award)、CCF A类会议CVPR 2021 UG2+挑战赛冠军、IEEE ICIEA 2022和IEEE SmartCity 2022最佳论文奖等；曾担任IEEE传感器学会新加坡分部主席。报告题目：时间序列表征学习与领域自适应* 报告简介：时间序列数据分析 (Time Series Data Analytics, TSDA) 在众多应用领域中具有关键作用，涵盖机械故障诊断与预测、医疗健康信息学等重要方向。然而，TSDA面临若干关键挑战，包括时间序列数据标注的困难性与高成本，以及由环境变化或设备异构性所引发的领域偏移 (domain shift) 问题。本次报告将介绍一种面向无标签时间序列数据的时序对比学习方法，以实现高效表征学习；同时，提出一种基于图对齐 (graph alignment) 的时间序列领域自适应方法。本研究的总体目标是构建面向时间序列分析的高效且具有良好泛化能力的人工智能模型，使其在减少对标注数据依赖的同时，能够在多样化运行条件下保持鲁棒性与适用性。
	黄江帅教授重庆大学黄江帅，于华中科技大学自动化学院获得本科与硕士学位、新加坡南洋理工大学获博士学位，现为重庆大学自动化学院教授，重庆市学科带头人，入选国家级青年人才项目。从事具身智能无人系统相关研究，发表国际SCI期刊论文100余篇，其中在控制领域权威期刊 IEEE Trans. on Automatic Control 和 Automatica 发表论文20篇，出版英文专著2部。到目前为止，发表论文SCI他引5000余次，单篇论文最高SCI他引500余次，8篇论文入选ESI高被引论文。研究成果获第25届中国控制与决策会议“张嗣瀛”优秀青年论文奖、2018年中国指挥与控制学会科技进步奖一等奖、2021年中国自动化学会自然科学奖一等奖和2024年重庆市自然科学奖一等奖等，担任 IEEE Trans. on Cybernetics 及 IEEE Trans. on Industrial Electronics 等期刊编委。报告题目：基于非线性滤波器的动态面控制及其在欠驱动起重机系统中的应用报告简介：本报告介绍一种基于非线性滤波器的动态面控制 (Dynamic Surface Control, DSC) 方法，并将其应用于欠驱动起重机系统。反步法 (Backstepping) 为多类非线性系统的控制器设计提供了一种系统化的递推设计框架，而动态面控制方法通过引入一阶滤波器有效缓解了传统反步法中存在的“复杂性爆炸”问题，从而增强了其在实际工程系统中的可实施性。然而，现有DSC方法在实际应用中仍面临若干关键性技术难题：其一，滤波器参数的确定极为困难；其二，由于控制参数的选择依赖于系统初始条件，闭环系统的稳定性仅能保证为半全局性 (semi-global)；其三，跟踪误差不依赖于参数。为解决上述问题，本文提出一种基于非线性滤波器的动态面控制策略，其核心在于构造一类非线性滤波器，使得滤波器输出能够快速跟踪虚拟控制误差，且该跟踪误差对滤波器参数不敏感。进一步，本文提出一种新的滤波器设计准则，指导构造能够以任意正参数主导滤波输入的非线性滤波器，同时实现控制器设计对系统初始条件的独立性，从而发展出一种新型DSC方法。该方法显著降低了控制参数整定对各类上界信息繁琐计算的依赖。所提出的控制方案进一步拓展至自适应DSC框架下的控制参数选取问题，并最终应用于一类欠驱动起重机系统的自适应镇定控制，验证了其有效性与工程实用性。