二维系统框架下迭代学习控制的性能评估理论及应用

Control performance assessment (CPA) can improve the efficiency of a control system and hence can optimize the whole plant's performance. Iterative learning control (ILC) plays an important role in batch process control. Due to batch operation nature of ILC, conventional CPA methods cannot be directly applied to assess ILC. Until 2009, scholars started to study performance assessment of ILC specifically; however, all reported studies focus on single-input single-output batch processes. In the framework of two-dimensional system, the project will study performance assessment of ILC in multi-input multi-output (MIMO) batch processes; hopefully, expected results could improve the control performance of batch processes. The main contexts of this project include: model-based ILC performance assessment in MIMO batch processes; data-driven CPA for two-dimensional controllers; assessment of an indirect ILC and its application on blood glucose closed-loop control. This project will benefit not only the theory development of CPA and ILC but also blood glucose management for diabetic patients and even their family, so it has significant academic values and broad application prospects.

控制性能评估（CPA）可以提高控制系统的效率，从而优化整体设备的性能。迭代学习控制（ILC）在批次 过程的控制中发挥了举足轻重的作用。由于ILC的重复操作性，传统CPA方法无法用于评估ILC。直到2009年，学者们才开始专门研究ILC的性能评估。然而，全部已有成果都是针对单输入单输出批次过程的。本项目将在2维系统框架下，深入研究多输入多输出（MIMO）批次过程中ILC的性能评估问题，从而提高批次过程的控制效果。主要研究内容包括：基于模型的MIMO批次过程中ILC的性能评估；数据驱动的2维控制器性能评估；一种间接型ILC的性能评估及其在糖尿病人血糖闭环控制上的应用。本项目不但可以促进CPA和ILC的理论发展，而且有望造福广大糖尿病患者及其家属，因此具有重要的理论价值和广阔的应用前景！

控制性能评估（CPA）可以提高控制系统的效率，从而优化整体设备的性能。由于批次过程的重复性，传统CPA方法无法用于评估迭代学习控制（ILC）。直到2009年，学者们才开始专门研究ILC的性能评估。然而，全部已有成果都是针对单输入单输出批次过程的。本项目将在二维系统框架下，深入研究多输入多输出（MIMO）批次过程中ILC的性能评估问题，从而提高批次过程的控制效果。主要研究内容包括：基于模型的MIMO批次过程中ILC的性能评估；数据驱动的二维控制器性能评估；一种间接型ILC的性能评估及其在糖尿病人血糖闭环控制上的应用。在该面上项目支持下，研究团队发表了52篇论文，其中31篇SCI论文。获得1项软件著作权；申请2项国家发明专利（申请号：201610984487.0和201610984479.1），并已进入实审阶段。获得5项奖励：CAA自然科学二等奖、辽宁省自然科学学术成果奖三等奖、北京青年优秀科技论文奖、IFAC ADCHEM2015青年作者奖、IEEE CSS Beijing Chapter青年作者奖和CPCC Keynote Paper Award。四年来，培养了3名博士和15名硕士，其中3人次获得国家奖学金，1名博士毕业后正在德国从事博士后研究，1名硕士毕业后在香港继续攻读博士学位，1名硕士生毕业后在加拿大继续攻读博士学位，其他毕业生都已成功就业。四年来，邀请10位国际知名教授访问北京化工大学并做学术报告。项目负责人受邀担任两个国际SCI期刊的编委（《Multidimensional System and Signal Processing》和《Canadian Journal of Chemical Engineering》）和三个国际SCI期刊的客座编委（《Journal of Process Control》、《Multidimensional System and Signal Processing》和《Canadian Journal of Chemical Engineering》）。项目负责人受邀担任IFAC化工过程控制技术委员会的委员（共64位，中国仅4位）。