報告題目：PID 控制的理論基礎與設計方法
報告人：郭雷中國科學院院士
報告時間： 2017年9月29日（周五）14:30
報告地點：將軍路校區自動化學院報告廳
主辦單位：自動化學院?？茀f
報告人簡介：
郭雷，1982年畢業于山東大學數學系，1987年在中科院系統科學研究所獲博士學位。1987-1989年在澳大利亞國立大學做博士后。1992年被中科院特批為研究員，2003-2012年任中國科學院數學與系統科學研究院院長?，F任中科院國家數學與交叉科學中心主任。
長期從事系統與控制科學研究。代表性成果包括（按時間順序）：1）解決著名自校正調節器收斂性和線性二次型最優適應控制等基本理論難題；2）建立自適應濾波算法的一般數學理論并使其對反饋隨機系統的應用成為可能；3）發現并證明關于反饋機制最大能力與局限的一系列基本定理和“臨界”常數；4）建立具有局部相互作用的一類典型非線性大群體系統的同步理論；5）提出并研究博弈控制系統的合作性和能控性；6）建立在工程控制系統中起主導作用的著名PID控制器的理論基礎和設計方法。
1998年當選美國電子與電氣工程師協會（IEEE）會士，2001年當選中國科學院院士，2002年當選發展中國家科學院院士，2007年因“在隨機系統的自適應控制與估計理論以及反饋的最大能力研究方面所做出的根本性貢獻”，而當選國際自動控制聯合會（IFAC）會士，2007年當選瑞典皇家工程科學院外籍院士，2014年被瑞典皇家理工學院授予榮譽博士學位。1993年因“解決了最小二乘自校正調節器的收斂性及收斂速度這一控制理論中長期懸而未決的問題”，獲得IFAC世界大會青年作者獎。2014年他與合作者關于局部相互作用下大群體系統同步性的文章，被美國工業與應用數學會（SIAM）旗艦刊物SIAM Review選為SIGEST論文重新發表，并在SIAM頒獎會上受到表彰。曾獲首屆國家杰出青年科學基金（1994），中國科學院自然科學獎（1995），國家自然科學獎（1987，1997），IFAC杰出服務獎（2011）等。曾先后兩次應邀在三年一度的IFAC世界大會上作大會報告（1999，2014），在四年一度的國際數學家大會作邀請報告（2002），并被選為IEEE控制系統學會杰出報告者（2012）。
現任國務院學位委員會委員兼數學學科評議組召集人，國家重點基礎研究發展計劃（973）專家顧問組成員，中國大百科全書《系統科學》卷主編，以及系統、控制與數學等領域國內外多份學術雜志編委、副主編或顧問等。曾任IFAC理事會成員，美國IEEE控制系統學會獎勵委員會委員，IFAC獎勵委員會委員，第48屆IEEE控制與決策大會（CDC）共同主席，第八屆國際工業與應用數學世界大會主席，中國科學院學術委員會副主任，國家科學技術獎勵委員會委員，中國工業與應用數學會理事長，中國數學會副理事長，中國自動化學會副理事長等。
Abstract ：Despite of the remarkable progress of modern control theory over the past 60 years, the classical PID (proportional-integral-derivative) controller is still the most widely and successfully used one in various engineering systems. As is well-known, almost all practical control systems are nonlinear with uncertainties, but almost all the existing theoretical studies on PID controller focused on linear systems and the three PID parameters were designed via either experiences or experiments or both. The aim of this paper is to present a mathematical theory on PID controller for nonlinear uncertain systems, by giving a simple and analytic design method for the PID parameters together with a mathematic proof for the global stability and asymptotic regulation of the closed-loop control systems. To be specific, we will construct a 3-dimensional manifold within which the three PID parameters can be chosen arbitrarily to globally stabilize a wide class of second order nonlinear uncertain dynamical systems, as long as some knowledge on the upper bound of the derivatives of the nonlinear uncertain function is available. We will also try to make the feedback gains as small as possible by investigating the necessity of the manifold from which the PID parameters are chosen, and to establish some necessary and sufficient conditions for global stabilization of several special classes of nonlinear uncertain systems.
