【项目名称】

预测控制的原理研究与系统设计

【所属学科群】

电子信息与电气工程学院自动化系

【所获奖项】

2018年上海交通大学“科研成果奖”一等奖

【获奖感言】

很庆幸选择了预测控制作为研究的方向。预测控制融合了控制论的要素，体现了智慧的优化模式，对我们充满诱惑。

三十年的坚持，来源于面向未知的不断思考，领悟使过程变得快乐，实践使思维变得开阔。三十年的积累，凝聚着团队成员的共同努力，荣誉属于大家，创新永在路上。

向所有支持过我们的机构和朋友说声感谢。

【项目简介】

该项目属于自动化技术领域应用基础研究。长期以来，在系统控制领域中，反馈控制与最优控制作为两种最成熟和最常用的控制方法，在系统存在不确定性时都难以满足优化控制的要求。在70年代出现的预测控制算法基础上，该项目自1984年开始探索不确定环境下把反馈与优化结合起来的系统控制问题，提出并发展了预测控制的原理和系统设计理论，建立了复杂系统预测控制的方法体系，引领了预测控制在我国的研究和应用，为炼油、化工、机械、材料加工等广大工业领域的技术进步提供了理论和方法支撑。

【成就与应用】

该项目建立了复杂系统预测控制的理论方法体系，引领了我国预测控制的研究和应用。项目的主要科学发现包括：1）创造性地提出了预测控制三项基本原理：预测模型、滚动优化与反馈校正，为预测控制的理论研究与算法发展奠定了统一的理论框架；2）系统地给出不确定性系统的预测控制稳定性分析与鲁棒综合方法，利用滚动优化实现了非线性系统鲁棒控制优化设计；3）提出了基于纳什优化的分布式预测控制概念与框架，系统地发展了分布式系统预测控制的理论和设计方法，实现了网络信息模式下大系统的协调优化控制。

项目提出的系统性的自主创新学术思想，不但引领了我国预测控制领域的基础理论研究，而且形成的预测控制应用模式和策略也被同行广泛应用于工程实践中。

【曾获奖项】

先后获得2003年和2006年上海市自然科学一等奖、2016年中国自动化学会自然科学一等奖。

【研究历程】

预测控制是上世纪70年代产生于工业过程领域的一类启发式优化控制算法，从产生之初就受到了工业界与学术界的广泛关注。席裕庚教授自1981年开始，在预测控制这一领域进行研究，1984年回国后，组建了项目团队，持续深入地开展预测控制的研究。在国家自然科学基金委的长期支持下，探究预测控制算法的机理，分析预测控制系统的性能，发展有效的算法与策略，形成了系统的自主创新的学术思想。特别在本世纪以来，根据国际上预测控制理论研究的前沿和信息技术飞速发展的挑战，团队在鲁棒预测控制系统综合和分布式系统预测控制设计的理论方面继续深入开展研究，取得了系统性的理论成果。项目前期在预测控制原理、理论和方法方面形成的体系成果获得2003年上海市自然科学一等奖，以此为基础延伸发展的满意优化控制理论成果获得2006年上海市自然科学一等奖。预测控制鲁棒综合理论成果获得2012年重庆市自然科学二等奖，分布式预测控制理论成果获得2016年中国自动化学会自然科学一等奖。