喜讯 | 理工学院师生共3篇论文被自动控制领域顶级会议CDC 2024接收
香港中文大学(深圳)理工学院共有3篇论文被IEEE决策与控制会议(IEEE Conference on Decision and Control, CDC)2024接收。理工学院在读博士生祝少钦为其中一篇论文的第一作者,理工学院丘立教授、吴辰晔助理教授和冀晓强研究助理教授均为各论文的指导老师或通讯作者。
会议介绍
第63届IEEE决策与控制会议于2024年12月16日至19日在意大利米兰的Allianz MiCo会议中心举行,汇聚了来自全球自动控制领域的研究人员和从业者,共同讨论新的研究成果、未来发展的观点以及与决策、系统和控制相关的创新应用。会议由IEEE控制系统学会(IEEE Control Systems Society, CSS)主办,是智能控制领域最具代表性的国际顶级会议之一,在国际智能控制领域具有非常重要的地位,也是中国计算机学会(CCF)推荐的A类国际学术会议。

图片来源:CDC 2024 https://cdc2024.ieeecss.org/
论文介绍
论文一:Uncertainty Set Learning for Adaptive Robust Economic Dispatch
在现代电力系统中,经济调度问题需要在保证系统安全的前提下实现最优的资源分配。然而,可再生能源发电的不可预测性增加了调度的复杂性。传统的鲁棒优化方法通常采用保守的区间不确定性集合,常常导致过度保守的决策,从而影响经济效益。
本研究提出了一种自适应鲁棒优化框架,通过不确定性集合学习提高调度的经济性和鲁棒性。与传统方法不同,本文采用了一种新的耦合不确定性集合表示形式,能够更紧密地捕捉变量间的相关性。此方法在保持系统稳定性的同时,允许更具灵活性和高效的调度决策。
具体来说,本文开发了一种数据驱动的算法,能够自主学习和调整不确定性集合的形状和参数。这种算法利用历史数据,动态更新不确定性模型,以适应不断变化的系统条件。通过这种方式,我们的框架能够在不同的操作环境下提供最优的调度方案。
为了验证该方法的有效性,我们在多个合成和真实数据集上进行了广泛的实验研究。结果表明,与传统鲁棒优化方法相比,我们的方法能够显著降低成本,同时保持对不确定性的良好适应性。此外,我们的算法在计算效率上也表现出色,适合大规模电力系统的实时应用。
本研究的贡献包括:1)提出了一种新的不确定性集合表示形式,提升了鲁棒优化的灵活性;2)设计了一种自适应学习算法,能够根据数据动态调整不确定性集合;3)通过实验证明了该方法在经济调度中的实际应用价值。我们相信,我们的研究为电力系统的鲁棒调度提供了一条新的路径,具有重要的理论和实际意义。

图 本文提出的自适应鲁棒优化算法性能展示
论文的通讯作者为理工学院吴辰晔助理教授。
论文二:Lifted Time Stable Inversion Based High Precision Feedforward Control for Non-minimum Phase Systems
非最小相位系统广泛存在于国家工业与经济生活中,如柔性机械臂、智能机器人、垂直起降飞行器、自主水下航行器等,前馈控制是实现此类系统高精度跟踪的关键。其最核心的步骤是求解逆问题,但逆问题对于此类系统有不稳定的解。然而,根据实际应用中不同的要求,跟踪任务的初始条件和最终条件也是不同的。同时,应用中也不可能执行无穷时间长度的跟踪任务。为了解决这些问题,本文提出了一种新的基于提升时间系统的稳定逆方法,将跟踪问题以提升时间形式重新表述。通过考虑一个无限维逆算子的有限时间截断,利用级数表示设计逆控制器并给出了控制器的闭式解。本文还给出了该方法在应用中的实现方案,以适用于不同需求下的初始和最终条件,进一步给出了方法的稳定性分析和鲁棒性分析。值得注意的是,本文方法突破了传统方法对于理想内动态迭代求解的限制,并可与包括模型预测控制、迭代学习控制等主流控制理论有机结合,兼具理论指导意义和实际应用价值。

图 本文提升时间稳定逆方法与传统方法的跟踪控制性能效果对比

图 本文提升时间稳定逆方法与传统方法在系统扰动下的控制性能对比
论文的第一作者为理工学院计算机与信息工程专业在读博士生祝少钦,通讯作者为理工学院冀晓强研究助理教授。
论文三:A Cyclic Small Phase Theorem for Nonlinear Systems
A new definition of phase, called the γ-segmental phase, is proposed for stable nonlinear systems from an input-output perspective. The definition is graphically established upon a disk segment covering the normalized numerical range of a nonlinear system plotted in the unit disk. The Hilbert transform is employed which acts as an enabling instrument for complexifying real-valued input-output trajectories of a system. A small phase stability criterion is developed for a cyclic feedback system consisting of multiple subsystems, namely,
Ψγ1(P1) + Ψγ2(P2) + · · · + Ψγm(Pm) ⊂ (−π, π),
where the interval-valued Ψγ(·) denotes the γ-segmental phase of a system. The proposed criterion can be regarded as a phase counterpart to the monumental small gain theorem.
理工学院丘立教授为该论文的指导老师。
学生作者简介

祝少钦
2023级博士生
计算机与信息工程专业
祝少钦于2023年加入理工学院攻读博士学位,主要研究方向为非最小相位系统前馈控制,数据驱动控制,系统行为理论等。目前以第一作者在Automatica、IEEE-CDC国际顶级期刊/会议发表论文,并获得CINT优秀论文奖,指导老师为徐扬生教授和冀晓强教授。
教授简介

丘立教授1961年生于湖南长沙。1981年在湖南大学电气工程系获学士学位。后留学加拿大,分别于1987年和1990年在加拿大多伦多大学电气工程系获得硕士和博士学位。其后短期工作于加拿大太空署,滑铁卢大学,菲尔兹数学科学研究所,明尼苏达大学数学及其应用研究所。1993年至2024年在香港科技大学工作,为电子及计算机工程系教授。2023年曾于南方科技大学任讲席教授。现为香港中文大学(深圳)校长讲座教授。丘立教授曾担任国际著名期刊IEEE Transactions on Automatic Control和Automatica的编委,第七届亚洲控制会议大会主席,IEEE控制系统协会杰出讲座团成员,IEEE控制系统协会理事会成员。丘立教授因为对周期多采样率系统的最优及鲁棒控制所作出的贡献,于2006年当选为电气与电子工程师学会会士,并因为对鲁棒控制及反馈系统性能极限问题所作出的杰出开创性贡献,于2010年当选为国际自动控制联盟会士。丘立教授于2024年成为亚洲控制学会的首批会士。丘立教授曾任亚洲控制学会副主席,现任香港自动控制学会首任主席。

吴辰晔,香港中文大学(深圳)理工学院助理院长(拓展),助理教授,校长青年学者。吴教授分别于2009年、2013年在清华大学电子工程系、清华大学交叉信息研究院获得学士学位与博士学位(师从图灵奖得主姚期智院士)。吴教授主要从事电力市场设计、电网安全及风险评估、电力系统控制等研究。吴教授自2022年2月起担任IEEE系统科学汇刊(IEEE Systems Journal)编委(Editorial Board Member, Associate Editor),2022年IEEE智能电网通讯会议(IEEE SmartGridComm)数据与计算分会共同主席,2022年ACM未来能源大会(ACM e-Energy)数字会议共同主席,2023年IEEE智能电网通讯会议(IEEE SmartGridComm)控制与运营分会共同主席,2025年IEEE智能电网通讯会议(IEEE SmartGridComm)程序委员会共同主席。吴教授先后三次获得能源领域旗舰会议的最佳论文奖(包括2012年IEEE SmartGridComm最佳论文奖,2013年和2020年IEEE PES General Meeting最佳论文奖)。

冀晓强教授,香港中文大学(深圳)理工学院研究助理教授,兼任深圳市人工智能与机器人研究院智能控制中心主任,并担任中国仿真学会智能物联专委会委员等。冀晓强教授在美国哥伦比亚大学获得博士学位,主要研究方向为智能控制系统,主持多项科研及人才项目,至今在Automatica、IEEE/ASME T-Mech、T-ASE、Information Fusion、RA-L、CDC、ICRA等顶尖国际期刊及会议发表论文四十余篇。在非最小相位系统方面,是该领域全球范围内学习控制设计的推动者之一。担任包括IEEE T-AC在内的多个顶级期刊及会议的审稿人、MECC副编辑、RCAR等国际会议领域主席,并于近期获得CINT优秀论文奖、ISUI最佳论文奖等。
内容由教授团队提供