國家自然科學(xué)獎公示材料項目名稱：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)計復(fù)雜工程控制系統(tǒng)的重要科學(xué)基礎(chǔ)。該項目針對信噪比系統(tǒng)魯棒控制理論中的熱點和關(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，主要創(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)者的正面客觀評價，被評價為“新方式”、“非常有效”、“首次提出”等。
項目成果第一完成人連續(xù)兩年被評為全球高被引科學(xué)家，證明了該成果在國際同行中形成了影響。該項目成果完成人之間合作密切，知識產(chǎn)權(quán)清楚。我認(rèn)真審讀了推薦書及附件材料，確認(rèn)推薦材料真實有效。鑒于該項目在碼流系統(tǒng)魯棒控制理論領(lǐng)域取得的重要突破，我誠懇推薦其申報國家自然科學(xué)獎。推薦該項目為國家自然科學(xué)獎二等獎。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)計師所必須面對的重要誘因之一。信噪比系統(tǒng)的魯棒控制理論是手動控制領(lǐng)域的國際前沿和熱點方向。該項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價，被他引總計1315次，其中SCI他引905余次，并有1篇論文獲得手動控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎。
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)價值的研究成果，獲得了重要的科技獎勵，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國家自然科學(xué)獎。推薦該項目為國家自然科學(xué)獎二等獎。高會軍（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，信噪比遭到了人們越來越多的關(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，獲得了具有較少決策變量的穩(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)計結(jié)果，為魯棒控制理論體系的建立形成了積極的推動作用。
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)者的引用和正面評價，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。項目成果還啟發(fā)了其他許多學(xué)者的研究工作，并在實際工程中得到了應(yīng)用。其實，該項目成果創(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)推薦材料真實有效。我誠懇推薦該成果申報國家自然科學(xué)獎。推薦該項目為國家自然科學(xué)獎二等獎。項目簡介隨著網(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。多年來，國外外學(xué)者從不同研究角度提出了有價值的剖析和設(shè)計方式。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)者獎勵計劃等部委重要項目的持續(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)項時，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，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)計方式國家自然科學(xué)獎，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。
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1315次，其中SCI他引905篇入圍ESI高被引論文，1篇獲手動控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎。被同行學(xué)者評價為“計算成本低”、“新技巧”、“首次提出”、“實用的方案”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，應(yīng)用療效良好。本成果獲教育部自然科學(xué)銀獎（2015年度）、教育部自然科學(xué)二等獎（2007年度）和浙江省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎（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”國家級人選，2014至2016年連續(xù)三次被評為全球高被引科學(xué)家。客觀評價本成果被別人引用及曾獲重要科技獎勵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篇論文獲手動控制領(lǐng)域知名刊物《》的高被引論文獎。本成果獲2015年度教育部自然科學(xué)銀獎、2007年度教育部自然科學(xué)二等獎和2007年度廣東省科技進(jìn)步二等獎。
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”國家級人選，2014至2016連續(xù)三次被評為全球高被引科學(xué)家。國外外同行在重要學(xué)術(shù)期刊上的代表性評價（1）日本國家工程院教授、美國手動控制委員會前主席、IEEE、IFAC、美國密西根學(xué)院杰出院士A.GalipUlsoy及其合作者對“重要科學(xué)發(fā)覺一和二”的評價為：“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“重要科學(xué)發(fā)覺一”的評價為：“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“重要科學(xué)發(fā)覺一”的評價為：“近年來，在[11],[20]和[24]中，Heetal.,Wuetal.和Xuetal.等分別獨立地提出了新方式，應(yīng)用-泛函，但在交叉項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“重要科學(xué)發(fā)覺二”的評價為：“我們自然地提出一個重要的問題：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)院程時杰院長及其合作者對“重要科學(xué)發(fā)覺二”的評價為：“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)院的高會軍院長及其合作者對“重要科學(xué)發(fā)覺三”的評價為：“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“重要科學(xué)發(fā)覺三”的評價為：“針對連續(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性能列入了一個統(tǒng)一的框架。該概念已被否認(rèn)可以為剖析和設(shè)計許多有干擾的系統(tǒng)提