國家自然科學(xué)獎(jiǎng)公示材料項(xiàng)目名稱：信噪比系統(tǒng)的魯棒控制理論與技巧推薦專家：張紀(jì)峰、吳宏鑫、高會(huì)軍主要完成人：徐勝元（北京理工學(xué)院），張保勇（北京理工學(xué)院），馬倩（北京理工學(xué)院），鄒云（北京理工學(xué)院）專家推薦意見張紀(jì)峰（中國科大學(xué)物理與系統(tǒng)科學(xué)研究院）：信噪比系統(tǒng)的魯棒控制理論是國際手動(dòng)控制領(lǐng)域的重要研究方向之一，其研究成果是剖析和設(shè)計(jì)復(fù)雜工程控制系統(tǒng)的重要科學(xué)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目針對(duì)信噪比系統(tǒng)魯棒控制理論中的熱點(diǎn)和關(guān)鍵問題，舉辦了廣泛深入的研究工作，在穩(wěn)定性理論、反饋控制理論和狀態(tài)恐怕等方面取得了重要科學(xué)進(jìn)展，主要?jiǎng)?chuàng)新成果包括：（1）發(fā)覺并提出了松馳變量方式，有效降低了傳統(tǒng)方式在碼流系統(tǒng)信噪比相關(guān)穩(wěn)定性剖析方面的保守性，建立了一大類線性和非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論；（2）發(fā)覺了若干信噪比相關(guān)穩(wěn)定性剖析方式之間的內(nèi)在聯(lián)系，應(yīng)用物理工具嚴(yán)格證明了這種方式之間的等價(jià)性，為串?dāng)_系統(tǒng)穩(wěn)定性剖析方式體系的統(tǒng)一提供了理論基礎(chǔ)；（3）通過提出新的性能指標(biāo)和設(shè)計(jì)方式，獲得了信噪比系統(tǒng)魯棒控制和狀態(tài)恐怕理論的新結(jié)果，拓展了信噪比系統(tǒng)魯棒控制理論體系。支撐成果的8篇代表性論文被他引總計(jì)1315次，其中SCI他引905關(guān)成果得到國外外同行學(xué)者的正面客觀評(píng)價(jià)，被評(píng)價(jià)為“新方式”、“非常有效”、“首次提出”等。
項(xiàng)目成果第一完成人連續(xù)兩年被評(píng)為全球高被引科學(xué)家，證明了該成果在國際同行中形成了影響。該項(xiàng)目成果完成人之間合作密切，知識(shí)產(chǎn)權(quán)清楚。我認(rèn)真審讀了推薦書及附件材料，確認(rèn)推薦材料真實(shí)有效。鑒于該項(xiàng)目在碼流系統(tǒng)魯棒控制理論領(lǐng)域取得的重要突破，我誠懇推薦其申報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。推薦該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。吳宏鑫（中國空間技術(shù)研究院）：信噪比廣泛存在于工程控制系統(tǒng)之中，對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性及綜合性能的影響很大，是復(fù)雜工程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師所必須面對(duì)的重要誘因之一。信噪比系統(tǒng)的魯棒控制理論是手動(dòng)控制領(lǐng)域的國際前沿和熱點(diǎn)方向。該項(xiàng)目圍繞一大類重要的信噪比系統(tǒng)模型，基于信噪比相關(guān)剖析的思想，深入研究了系統(tǒng)穩(wěn)定性、反饋控制和狀態(tài)恐怕等基礎(chǔ)理論問題，闡明了信噪比系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)存在保守性的深刻緣由，發(fā)覺了降低穩(wěn)定性判據(jù)保守性的松馳變量方式，證明了若干典型穩(wěn)定性結(jié)果之間的等價(jià)關(guān)系，提出了新的信噪比相關(guān)穩(wěn)定性條件，在此基礎(chǔ)上提出了若干新穎有效的控制器和混頻器的設(shè)計(jì)方式，建立了信噪比系統(tǒng)延相關(guān)穩(wěn)定性和魯棒控制理論體系。項(xiàng)目的8篇代表性論文獲得了國外外同行學(xué)者的廣泛引用和高度評(píng)價(jià)，被他引總計(jì)1315次，其中SCI他引905余次，并有1篇論文獲得手動(dòng)控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎(jiǎng)。
該成果完成人在魯棒控制理論方面常年緊密合作，取得了一系列有學(xué)術(shù)價(jià)值的研究成果，獲得了重要的科技獎(jiǎng)勵(lì)，在國際學(xué)術(shù)界形成了影響。該成果總體處于國際同領(lǐng)域領(lǐng)先水平，為多徑系統(tǒng)理論的發(fā)展與建立形成了積極的推動(dòng)作用。我認(rèn)真審讀了推薦書及附件材料，確認(rèn)推薦材料真實(shí)有效，本成果完成單位、完成人組成及排序無爭議。我誠懇推薦該成果申報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。推薦該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。高會(huì)軍（西安工業(yè)學(xué)院）：隨著網(wǎng)路化和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，信噪比遭到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。信噪比系統(tǒng)作為無窮維系統(tǒng)，在穩(wěn)定性剖析和反饋控制設(shè)計(jì)等方面存在很大的難度，非常是降低信噪比相關(guān)的剖析與設(shè)計(jì)條件的保守性問題，成為信噪比系統(tǒng)理論研究領(lǐng)域的重要研究課題。該項(xiàng)目圍繞不同結(jié)構(gòu)的信噪比系統(tǒng)，深入研究了信噪比相關(guān)穩(wěn)定性、不同性能指標(biāo)約束下的魯棒控制和混頻問題，取得了重要的研究突破：提出了減少信噪比相關(guān)穩(wěn)定性判據(jù)保守性的松馳變量方式，獲得了具有較少?zèng)Q策變量的穩(wěn)定性判據(jù)；創(chuàng)新性地證明了若干重要的穩(wěn)定性判據(jù)之間的等價(jià)關(guān)系，闡明了不同剖析方式之間的本質(zhì)聯(lián)系；創(chuàng)新性地提出了擴(kuò)充耗散性概念，將多種重要的性能指標(biāo)整合在了一個(gè)框架之中，統(tǒng)一了基于不同性能指標(biāo)約束的控制器和濾波器的設(shè)計(jì)結(jié)果，為魯棒控制理論體系的建立形成了積極的推動(dòng)作用。
篇代表性論文發(fā)表在《》、《》等權(quán)威SCI刊物上，并獲得了國外外諸多同行學(xué)者的引用和正面評(píng)價(jià)，被他引1315次，其中SCI他引905次，單篇最高SCI篇論文榮獲ESI高被引論文。項(xiàng)目成果還啟發(fā)了其他許多學(xué)者的研究工作，并在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。其實(shí)，該項(xiàng)目成果創(chuàng)新突出，技巧奇特，在多徑系統(tǒng)魯棒控制理論上作出了重要貢獻(xiàn)。我認(rèn)真審讀了推薦書及附件材料，確認(rèn)推薦材料真實(shí)有效。我誠懇推薦該成果申報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。推薦該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。項(xiàng)目簡介隨著網(wǎng)路化和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，信息共享與控制廣泛存在于精密加工、航空航天、武器系統(tǒng)等民用及國防領(lǐng)域，這類系統(tǒng)中普遍存在的信噪比是造成控制任務(wù)失敗的常見困局問題。為此，信噪比系統(tǒng)理論是剖析和設(shè)計(jì)復(fù)雜工程控制系統(tǒng)的重要科學(xué)基礎(chǔ)。信噪比系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及信噪比本身的多樣性，給復(fù)雜工程控制系統(tǒng)剖析與設(shè)計(jì)帶來了巨大挑戰(zhàn)，所以信噪比系統(tǒng)的信噪比相關(guān)穩(wěn)定性和魯棒控制理論成為國際前沿和研究熱點(diǎn)。多年來，國外外學(xué)者從不同研究角度提出了有價(jià)值的剖析和設(shè)計(jì)方式。并且，應(yīng)用泛函方式降低穩(wěn)定性判據(jù)的保守性、諸多穩(wěn)定性判據(jù)之間關(guān)聯(lián)程度和等價(jià)性的證明、克服信噪比影響的控制綜合與狀態(tài)恐怕等關(guān)鍵科學(xué)問題始終沒有得到徹底解決。
本成果圍繞上述關(guān)鍵科學(xué)問題，在國家杰出青年基金、長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃等部委重要項(xiàng)目的持續(xù)捐助下，通過嚴(yán)格的剖析與證明構(gòu)建了信噪比系統(tǒng)穩(wěn)定性剖析方式的理論體系，拓展并明顯地改進(jìn)了信噪比系統(tǒng)的穩(wěn)定性剖析結(jié)果，建立了信噪比相關(guān)的穩(wěn)定與控制理論，取得的重要科學(xué)發(fā)覺概述如下：數(shù)項(xiàng)時(shí)，應(yīng)用知名的牛頓-萊布尼茨公式引入松馳變量國家自然科學(xué)獎(jiǎng)，除了將信噪比參數(shù)引入到了穩(wěn)定性判據(jù)中，但是弱化了信噪比參數(shù)與系統(tǒng)參數(shù)的耦合程度，提高了穩(wěn)定性判據(jù)的自由度，減少了穩(wěn)定性判據(jù)的保守性。基于這一重要科學(xué)發(fā)覺，構(gòu)建了一大類線性和非線性信噪比系統(tǒng)的信噪比相關(guān)穩(wěn)定性理論。發(fā)覺了若干典型穩(wěn)定性剖析方式之間存在等價(jià)關(guān)系：若干典型穩(wěn)定性判據(jù)中的決策變量可以通過代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行清除或整合，而穩(wěn)定性判據(jù)與信噪比參數(shù)的相關(guān)度不會(huì)發(fā)生改變。基于這一重要科學(xué)發(fā)覺，嚴(yán)格證明了不同方式的穩(wěn)定性判據(jù)之間的等價(jià)關(guān)系，統(tǒng)一了若干典型剖析方式，解決了常年困惑學(xué)術(shù)界的“在不降低決策變量的基礎(chǔ)上減少保守性”這一科學(xué)困局。構(gòu)建了信噪比系統(tǒng)控制綜合與狀態(tài)恐怕新理論：發(fā)覺了信噪比相關(guān)H控制器的設(shè)計(jì)方式國家自然科學(xué)獎(jiǎng)，證明了狀態(tài)反饋和輸出反饋控制器的存在條件；首次提出了信噪比系統(tǒng)擴(kuò)充耗散性概念，構(gòu)建了信噪比系統(tǒng)控制綜合與狀態(tài)恐怕理論的統(tǒng)一框架，實(shí)現(xiàn)了多種性能指標(biāo)的剖析以及基于多種性能指標(biāo)的混頻器設(shè)計(jì)。
支撐本成果的8篇代表性論文發(fā)表在控制領(lǐng)域知名的SCI刊物上，被他引總計(jì)1315次，其中SCI他引905篇入圍ESI高被引論文，1篇獲手動(dòng)控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎(jiǎng)。被同行學(xué)者評(píng)價(jià)為“計(jì)算成本低”、“新技巧”、“首次提出”、“實(shí)用的方案”等。本成果已被國營第五三〇八廠應(yīng)用于火力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)用療效良好。本成果獲教育部自然科學(xué)銀獎(jiǎng)（2015年度）、教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（2007年度）和浙江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2007年度）。徐勝元獲國家杰出青年科學(xué)基金，是教育部黃河學(xué)者特聘院士、“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級(jí)人選，2014至2016年連續(xù)三次被評(píng)為全球高被引科學(xué)家。客觀評(píng)價(jià)本成果被別人引用及曾獲重要科技獎(jiǎng)勵(lì)情況支撐本成果的篇代表性論文全部發(fā)表在IEEE系列季刊及《》等SCI刊物上，被他引總計(jì)1315次，其中SCI他引905次，單篇最高SCI篇論文榮獲ESI高被引論文。1篇論文獲手動(dòng)控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎(jiǎng)。本成果獲2015年度教育部自然科學(xué)銀獎(jiǎng)、2007年度教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)和2007年度廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
徐勝元獲國家杰出青年科學(xué)基金，是教育部黃河學(xué)者特聘院士、“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級(jí)人選，2014至2016連續(xù)三次被評(píng)為全球高被引科學(xué)家。國外外同行在重要學(xué)術(shù)期刊上的代表性評(píng)價(jià)（1）日本國家工程院教授、美國手動(dòng)控制委員會(huì)前主席、IEEE、IFAC、美國密西根學(xué)院杰出院士A.GalipUlsoy及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺一和二”的評(píng)價(jià)為：“XuLam(2007)證明了(2002),Wuetal.(2004)Lam(2005)提出的線性矩陣不方程方式是等價(jià)的，并且XuLam(2005)給出的方式具有最低的估算成本。應(yīng)用XuLam(2005)給出的方案，我們可以在現(xiàn)有框架下將我們方式的保守性和復(fù)雜度進(jìn)行最小化。”（其中XuLam(2005)指代表性論文1，XuLam(2007)指代表性論文2）（2）法國科大學(xué)和工程院教授、IEEE、魯棒與非線性國際刊物（IJRNC）領(lǐng)域主編C.院長及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺一”的評(píng)價(jià)為：“效仿XuLam(2005)關(guān)于線性狀態(tài)信噪比系統(tǒng)的結(jié)果，本文提出的方式?jīng)]有用到模型變換或向量內(nèi)積的下界，這與諸多現(xiàn)存信噪比相關(guān)-泛函方式產(chǎn)生鮮明對(duì)照。
”（其中XuLam(2005)代表性論文1）（3）日本《ISA》副主編(-in-Chief)、新加坡國立學(xué)院院長Qing-GuoWang及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺一”的評(píng)價(jià)為：“近年來，在[11],[20]和[24]中，Heetal.,Wuetal.和Xuetal.等分別獨(dú)立地提出了新方式，應(yīng)用-泛函，但在交叉項(xiàng)的處理上沒有使用保守的劃分技術(shù)。……該新方式早已被證明在降低已有結(jié)果保守性方面十分有效。”（其中[24]指代表性論文1）（4）德國的va院長對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺二”的評(píng)價(jià)為：“我們自然地提出一個(gè)重要的問題：這種結(jié)果之間到底存在哪些樣的關(guān)系？XuLam(2007)構(gòu)建了許多已發(fā)表的穩(wěn)定性結(jié)果之間的物理等價(jià)性。”（其中XuLam(2007)指代表性論文2）（5）IEEE、電氣工程領(lǐng)域的知名專家、英國南安普頓學(xué)院Qing-HuaWu院士與中國科大學(xué)教授、華中科技學(xué)院程時(shí)杰院長及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺二”的評(píng)價(jià)為：“許多基于理論的方式被提出來估算信噪比邊界值，每種方式具有不同程度的保守性[19]。
”（其中[19]指代表性論文2）（6）IEEE、教育部黃河學(xué)者特聘院士、著名刊物《IEEETIE》主編、哈爾濱工業(yè)學(xué)院的高會(huì)軍院長及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺三”的評(píng)價(jià)為：“在Xu,Lam,Mao(2007)中，得益于引入的松馳變量，增加了由模型變換或劃分技術(shù)所造成的保守性。”（其中Xu,Lam,Mao(2007)指代表性論文3）（7）IEEE、澳大利亞的PengShi院長及其合作者對(duì)“重要科學(xué)發(fā)覺三”的評(píng)價(jià)為：“針對(duì)連續(xù)馬爾科夫跳變系統(tǒng)的狀態(tài)恐怕問題，擴(kuò)充耗散性概念在[14]中被首次提出，其將(Q,l性能列入了一個(gè)統(tǒng)一的框架。該概念已被否認(rèn)可以為剖析和設(shè)計(jì)許多有干擾的系統(tǒng)提