5月21日晚,电气与自动化学院“匠心讲坛——博士沙龙系列报告”在银湖教学楼东一阶教室举行。学院教师彭正晓博士作题为“基于降维和对偶观测器的输出反馈控制研究”的学术报告,自动化技术与应用专业本科学生参加报告会。
报告中,彭正晓以“自动化系统到底在控制什么”为切入点,结合飞机襟翼反馈控制、无人系统协同、智能车辆等工程场景,用通俗语言阐释了反馈控制、状态反馈、输出反馈与观测器设计等基本概念。他指出,真实工程系统往往面临“看不全、算得重、更快更安全”三类约束:传感器只能获取部分输出信息,复杂控制器在线实现成本较高,网络化系统还可能受到通信时滞、传感器异常和攻击干扰。围绕这些问题,观测器设计可以通过模型、输入和输出信号重构不可测状态,为受限条件下实现稳定、快速和安全控制提供重要支撑。
在研究成果分享环节,彭正晓围绕“低维、快速、分布式、抗攻击”的研究主线,介绍了其在时滞系统输出反馈镇定、有限/指定时间镇定以及多智能体攻击免疫一致性控制方面的系列工作。针对输入/输出时滞导致控制信息“过期”的问题,报告介绍了基于对偶观测器的输出反馈控制方法;针对航天交会、机器人抓取、无人机避障等任务对收敛时间的要求,报告讲解了基于降维/对偶观测器的有界时变输出反馈思路;针对多智能体系统在网络攻击环境下的协同安全问题,报告重点阐释了完全分布式、攻击免疫一致性协议的基本思想。彭正晓结合Lyapunov方法、模型变换、反馈律构造和仿真验证过程,展示了控制理论从数学模型到工程应用的完整研究链条。
面向本科生专业启蒙,彭正晓还将前沿研究与专业课程学习相衔接,强调高等数学、线性代数、C语言/Python、电路与电机、自动控制原理、现代控制理论、传感器技术等课程是开展智能控制与安全协同研究的重要基础。他鼓励同学们从二阶系统仿真、倒立摆控制、电机速度控制、无人车路径跟踪、通信时滞与虚假数据注入攻击仿真等小项目入手,逐步完成“看懂现象、会做仿真、会搭平台、会分析数据、参与竞赛和科研”的能力提升。
报告现场,同学们认真聆听、积极记录,并围绕控制系统建模、观测器设计、科研入门路径和本科阶段如何参与项目训练等问题与主讲教师彭正晓博士进行交流。整场报告内容深入浅出、案例鲜活,将控制理论前沿问题转化为本科生能够理解和感知的专业议题,进一步拓宽了同学们的学术视野,增强了专业认同感和科研兴趣。
本次“匠心讲坛——博士沙龙系列报告”是学院加强学术氛围建设、推动科研反哺教学、促进学生早期科研训练的重要举措。(文、图/彭正晓 审/万鸾飞)