陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室

“陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室”(簡稱:實驗室)的前身為“陝西省工業裝備自動化與信息工程技術研究中心”,於2013年12月轉建為省重點實驗室。實驗室主任和學術帶頭人為西安理工大學校長劉丁教授,學術委員會主任為清華大學自動化系主任、特聘教授周東華教授。

陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室以西安理工大學為依託,採取“開放、流動、聯合、競爭”的運行機制和管理制度,是依靠自我良性循環發展的科研開發實體。實驗室在已形成的特色和優勢基礎上,把複雜系統控制和智慧型信息處理作為主要發展方向,積極促進該領域的科學研究與開發。同時,不斷加強產、學、研相結合,增強研究、開發和創新能力,使實驗室成為高水平基礎研究和套用基礎研究、聚集和培養優秀人才、開展高水平學術交流的基地。
陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室現有固定人員44人,其中教授/教授級高工18人,副教授/高級工程師13人,45歲以下中青年骨幹教師占63%,具有博士學位者占70%。近3年,實驗室獲批教育部新世紀優秀人才1人、“陝西省百人計畫”3人、霍英東研究基金1人、陝西省青年科技獎3人、陝西省科技新星2人、陝西省優秀博士論文3人;引進具有博士學位者10人,具有高級職稱者5人;培養博士研究生21人,碩士研究生262人,形成了以優秀青年教師為主體、創新能力強的高水平學術團隊。
陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室用房總面積為2,760m,其中研究用房2500m,辦公用房200m,資料室60m,並設有學科特色實驗室、基礎研究實驗室、高性能雲計算研究平台、以及海外專家辦公室等。同時,實驗室下設14個專業實驗室,儀器設備500餘套,總價值達3200餘萬元。
一.實驗室主要研究方向
1)複雜工業系統建模與控制
本研究方向的主要研究內容是:以具有多變數、強耦合、強非線性和不確定性的複雜工業過程為對象,分析運動過程的瞬態性能和穩態特徵,給出確定主導運行過程的特徵時空尺度和相關運動特徵參數的有效方法,研究建立基於機理、數據和知識的複雜工業系統建模與驗證方法;開展複雜控制理論、支持向量機、量子控制理論、模糊神經網路等多種辨識與控制方法的套用研究。
該項研究擬為大尺寸矽單晶直拉生長裝備、大型電站鍋爐空預器、高精高速磨齒機、冷/熱軋機等實際工業對象的建模、最佳化及控制提供理論基礎。
2)“惡劣”環境下關鍵變數的檢測理論與技術
本研究方向的主要研究內容是:針對高溫、高速或高壓等惡劣環境下,通常的檢測方法(如點測量、接觸測量和離線測量等)無法直接套用或難於檢測複雜工業系統狀態信息的問題,運用先進信號與信息處理理論和現代光電檢測技術、計算機技術、無線遠程通信等相關技術,圍繞圖像檢測、電渦流檢測、雷射測量、遠紅外測量等非接觸檢測方法和原理,研究新的檢測技術和信號處理方法,實現從接觸式測量向非接觸式測量、離線測量向線上實時測量、單點測量向多維場測量的轉變,設計與開發智慧型控制儀表及自動化裝置。
該項研究擬用於解決長距離、大流量複雜輸氣管網系統的故障檢測,高精高速液壓及數控系統智慧型化設計與製造、線上裝備故障診斷,晶體生長時直徑、液面位置和溫度檢測,電站鍋爐漏風間隙測量,以及軋機對中和速度檢測及實時信息處理。
3)模式識別與機器人技術
本研究方向的主要研究內容是:針對複雜背景環境下目標的圖像識別與跟蹤問題,採用貝葉斯分類、貝葉斯網路、線性和非線性分類器設計、動態編程和用於順序數據的隱馬爾可夫模型、特徵生成、特徵選取等技術與理論,研究基於光照補償、狀態特徵、圖像深度和三維掃描數據等方法的目標識別與判定方法,以及在目標物的運動過程中發生特徵變化時,對特定目標物的跟蹤、識別與判定方法;在此基礎上研究機器人的三維視覺伺服控制,實現目標的識別、跟蹤和機器人運動控制結合,為複雜環境下多類型機器人(飛行器、移動、編隊、定位、導航)的套用奠定堅實基礎;利用智慧型計算方法實現機器語言識別與翻譯,為自動人機多語言互動實用化奠定基礎。該項研究旨在建立多感測器信息融合理論,以及系統故障自我修復與安全運行理論,實現網路化機器人控制器技術,解決數控工具機的容錯控制和故障診斷,提高工件加工精度,實現惡劣天氣下管網輸油輸氣設備的全天候數據檢測、故障維修,開發智慧型非接觸電站設備及軋機控制作業系統。
4)複雜網路與智慧型信息處理
本研究方向的主要研究內容是:從Internet、交通網路、電力網路到經濟網路、病毒傳播網路、生物基因調控網路和神經網路的動力學演變規律,建立網路模型,理解網路的性質,預測網路的行為,並通過最佳化控制來調整網路的行為,如穩定性、同步性、信息和能量流動與傳輸等;利用生物自然進化網路方法進行協同最佳化;利用非線性信號處理方法,實現聲納、雷達、醫學成像、語音、電子監控等信號中的目標識別、定位和處理;利用非線性動力學方法實現無線通信傳輸。該項研究旨在建立集安全可控乃至個性化的實時線上監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防範、遠程維保等功能於一體的網路技術,進行網路內部故障模擬、推演和魯棒性分析,提高電力網路、輸油輸氣網路等系統的抗干擾性和穩定性,最佳化設計天然氣分散式供應源管網,提高網路的可靠性和安全性。
二.實驗室研究基礎及水平
陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室以西安理工大學控制科學與工程博士一級學科為依託,以高水平、高素質人才培養為中心,長期堅持問題驅動的研究理念和指導方針,堅持理論聯繫實際,依託國家和省級科學研究基地,面向國家和地方經濟建設需求,形成了以工業過程建模與控制、非線性控制理論、系統最佳化、檢測技術與自動化裝置、基於無線網路的多移動機器人導航控制等為主導、特色鮮明的研究方向,其中複雜系統建模最佳化與控制、關鍵變數的檢測及其工業套用研究在國內處於領先地位。
陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室近3年,先後承擔和完成了各類科研項目400多項,其中國家科技重大專項、國家“863”計畫、國家自然科學基金等項目30餘項,省部級項目50餘項,重要技術推廣項目9項,項目總經費超過1.3億元;以第一完成單位獲國家技術發明二等獎1項、省部級科學技術一等獎2項;授權發明專利55項,其中美國專利2項;出版學術專著10部;在Physics Review Letter, IEEE Transactions on Automatic Control, IEEE Transactions on Image Processing, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Progress in Electromagnetics Research,自動化學報等國內外知名期刊發表論文近300篇,其中SCI收錄60餘篇,單篇影響因子最高IF=7.37,EI收錄150餘篇。
陝西省複雜系統控制與智慧型信息處理重點實驗室緊密結合經濟社會發展的重大需求,先進的理論和技術先後套用於電站鍋爐空氣預熱器綜合控制、大尺寸單晶爐關鍵技術研發(國家重大專項)、天然氣複雜管網系統的最佳化調度、複雜工藝條件下的高精高速薄板軋制控制技術研發等項目,取得了一批創新性成果,產生了顯著的社會經濟效益。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們