复杂动力网络的牵制控制及其在力学系统中的应用

很多力学系统可以用复杂动力网络来描述，如复杂多体系统。复杂动力网络的典型特点是具有大量的网络节点和复杂的拓扑结构。传统的针对每个网络节点动力学设计控制器的方法显然遇到很大的挑战。在实际的复杂动力网络系统中，我们一般不可能通过控制所有的网络节点动力学来实现一个特定的控制目标。在大多数情况下，我们希望通过控制尽量少的网络节点动力学来实现一个特定的控制目标。因此，复杂动力网络的牵制控制具有基本的重要性。本项目主要深入研究复杂动力网络的牵制控制及其在力学系统中的应用，并针对几类典型的复杂动力网络，给出牵制控制器设计的基本理论与方法。在此基础上，进一步地探讨广义复杂动力网络牵制控制的普适规律。深入研究复杂多主体网络系统的牵制控制及其同步问题。基于上述理论与方法，深入探讨几类典型的力学系统的牵制控制问题，如复杂多体力学系统的动力学与控制问题。

很多力学系统可以抽象为典型的复杂多主体系统或复杂多主体网络。复杂多主体系统由于单个个体具有一定的智能，个体之间的作用非常复杂，这类网络系统的牵制控制与同步问题在理论分析和技术实现上都是非常困难的。但由于这类网络具有非常广阔的应用前景和基本的重要性，近来引起了很多不同领域研究人员的广泛而持久的关注。本项目深入研究了复杂动力网络的牵制控制及其在力学系统中的应用，并针对几类典型的复杂动力网络，给出了牵制控制器设计的基本理论与方法。在此基础上，进一步地探讨了广义复杂动力网络牵制控制的普适规律。深入研究了复杂多主体网络系统的牵制控制及其同步问题。基于上述理论与方法，深入探讨了几类典型的力学系统的牵制控制问题，如复杂多体力学系统的动力学与控制问题。本项目三年累计发表SCI杂志论文22篇、EI论文45篇(包括杂志论文23篇)，其中包括权威期刊SIAM Journal on Control and Optimization论文2篇、Automatica论文2篇、IEEE Transactions论文7篇。上 述论文短期内被SCI引用145次，其中5篇入选ESI高被引论文(Top 1%)，1篇入选ESI Hot Paper。另外，2013年在科学出版社出版专著《动力系统反控制方法及其应用》一本。本项目的相关内容曾获国家自然科学二等奖(2002,排名1)、IEEE Fellow(2013)、中国工程院光华工程科技奖“青年奖”、百千万人才工程国家级人选、2013年亚洲控制会议最佳论文奖、中国物理学会2013年度最有影响论文一等奖、科学中国人(2012)年度人物等奖励或荣誉。部分成果曾应邀在国家自然科学基金委员会数理科学部和中国力学学会动力学与控制专业委员会主办的2012年第六届全国动力学与控制青年学者学术研讨会上作大会报告。