5月9—11日,第十四届数据驱动控制与学习系统会议(DDCLS 2025)在无锡召开。信息学院王洪海副教授与澳大利亚斯威本科技大学韩清龙教授合作的研究成果“中立型准多项式的根的分布及应用”由韩清龙教授在大会报告(Keynote Address)中宣讲。这是本次会议三场大会报告之一,另外两场大会报告分别是由中国科学院院士、北京航空航天大学郭雷教授主讲的“从精细干扰控制理论到智能无人系统应用:全链条创新探索”,以及由系统控制领域著名专家、苏黎世联邦理工学院Florian Dörfler教授主讲的“LQR Learning Pipelines”。
报告中提到,“准多项式的根的分布”是“时滞系统特征根分布”的转换形式,是时滞系统分析与控制的理论基础,在控制领域是一个极具挑战性的基础科学研究问题。该研究可以追溯到上世纪初,其中前苏联著名科学家庞德里亚金(PS Pontryagin)在1942年针对一类一般形式的中立型准多项式提出了一个非常重要的Hurwitz稳定性判据,从理论上讲,该结果具有普适性和一般性。然而由于庞德里亚金的理论结果是建立在一个充分大的频率域内,且该结果缺乏有效的确定频率域边界的方法。在之后的80多年里,此问题一直存在,导致庞德里亚金的研究结果主要停留在理论层面,在实际应用中很难实现。
多年来,王洪海一直深耕于时滞系统分析与控制的研究,特别是针对准多项式的根的分布研究,不断提出创新性理论结果,对控制系统理论研究产生较大影响。从2013年开始,王洪海针对如何建立具有可实现性的类似庞德里亚金的准多项式的根的分布结果这一问题,深入研究了十年,取得了重大突破,2023年完成了主要结论的推导。王洪海和韩清龙合作,在准多项式的根的分布问题研究中,从问题的提出到问题的解决,在控制领域顶级期刊发表了一系列论文,其中最重要的研究结果“中立型准多项式的根的分布及其应用”在国际控制领域权威期刊《IEEE Transactions on Automatic Control》(简称IEEE TAC)以两篇连载(Part I、Part II)的形式发表。这是我校教师的理论研究成果首次被该期刊连载刊出。
在论文中,建立了准多项式的根的分布分析的可确定频率边界,并在此基础上提出了中立型复系数准多项式的根在复平面右半开平面的分布数量判据以及Hurwitz稳定性判据,并在应用中具备可实现性。该研究成果也将为时滞系统、离散系统、采样系统等系统的分析与控制设计提供新的研究思路和有效的数学工具。本次大会报告的内容主要基于IEEE TAC两篇连载论文中第一篇(Part I)的研究结果。
今年1月30—31日,在澳大利亚黄金海岸举办的澳大利亚新西兰控制会议(ANZCC 2025),该研究成果也被邀请作为大会报告宣讲(是该会议两个大会报告之一)。报告过程中,国际著名控制论专家、澳大利亚科学院院士Ian Petersen教授等学者对于该结果非常感兴趣,并在会中和会后对该结果进行了积极的讨论。特别是澳大利亚技术科学与工程院院士、澳大利亚科学院院士、瑞典皇家工程科学院外籍院士David J Hill教授在看了这两篇IEEE TAC的连载论文后,对该研究成果给予了极高的评价,在与韩清龙教授的交流邮件中提到:“The two-part TAC papers are seriously award winning level.There has been a lot of work in this area so that makes the achievement even more.”
在后续的研究和讨论中,该研究成果将被继续推广,本次报告涉及的论文信息如下所示,希望感兴趣的老师和同学积极参与交流。
l Honghai Wang and Qing-Long Han,“The distribution of zeros of quasi-polynomials,”IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 10, no. 2, pp. 301–304, Feb. 2023.(Perspective)
l Honghai Wang and Qing-Long Han,“Distribution of roots of quasi-polynomials of neutral type and its application - Part I: Determination of the number of roots and Hurwitz stability criteria,” IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 69, no. 5, pp. 2979-2994, May 2024. (Regular Paper)
l Honghai Wang and Qing-Long Han,“Distribution of roots of quasi-polynomials of neutral type and its application - Part II: consensus protocol design of multi-agent systems using delayed state information,” IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 69, no. 6, pp. 4058-4065, Jun. 2024.
l Honghai Wang and Qing-Long Han,“Designing proportional-integral consensus protocols for second-order multi-agent systems using delayed and memorized state information,”IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 11, no. 4, pp. 878-892, Apr. 2024. (Regular Paper)
王洪海长期致力于复杂控制系统的分析与控制设计研究,在时滞控制系统的特征根分布以及基于极点配置的控制器设计相关研究中取得了重要的学术科研成果,在国际高水平学术期刊与学术会议上发表时滞系统分析与控制器设计相关论文30多篇,以第一作者和通讯作者在控制领域国际顶级权威期刊《IEEE Transactions on Automatic Control》和《Automatica》发表时滞系统特征根分布分析与控制设计相关研究论文7篇,其中以第一作者发表长文(Regular Paper)3篇,特别说明的是最近以第一作者在《IEEE Transactions on Automatic Control》发表Part I、Part II的连载形式论文2篇(其中Part I为长文),这是东北大学首次在《IEEE Transactions on Automatic Control》期刊中发表连载论文,这在国内也是屈指可数的。主持国家自然科学基金-青年科学基金项目、国家自然科学基金-面上项目、中国博士后科学基金项目以及教育部青年教师科研创新基金项目等基础科研项目。目前的研究方向包括:时滞系统的分析与控制;网络化控制系统;多智能体系统;先进控制方法在新能源汽车(重卡)中的应用、设计与开发;复杂工业过程建模、控制与数字孪生;工业互联网与云控制系统实验平台的设计与开发。