算法介绍
目前,该算法已提出近15年,张显库教授及其研究小组已在闭环增益成形算法研究上取得了一些基础性研究成果,其中包括该算法在船舶航向保持、减摇系统以及舵鳍联合控制系统中的应用等,逐渐形成一种目前复杂控制理论繁荣背景下弥足珍贵的简捷鲁棒控制理论。
如果说,H¥控制的混合灵敏度控制算法是正向思维的产物,回路成形算法可以说是发散思维的产物,而闭环增益成形算法则是逆向思维的产物。其核心是直接用构造的系统闭环传递函数矩阵的表示式设计控制器,用于构造 T的4个参数如最大奇异值、带宽频率、关门斜率及闭环频谱峰值都具有实际的工程意义,由于 S和 T的相关性间接确定了 S的形状,进而保证了系统的鲁棒性能和鲁棒稳定性,其特点是立论的物理概念清晰,求解过程简单。
人物简介
张显库博士、教授、博士生导师、交通信息工程及控制国家重点学科负责人兼交通运输工程一级学科负责人、交通运输工程博士后流动站负责人。1968年生,辽宁辽阳人。目前研究方向:交通信息工程与控制、船舶运动控制、鲁棒控制、智能控制。
工作单位
大连海事大学航海学院航海技术研究所(交通行业重点实验室:航海动态仿真和控制实验室,船舶导航系统国家工程研究中心)。业余爱好:坚持长跑及跳绳锻炼28年。
所获荣誉
1999年获全国交通系统青年岗位能手称号,2001年被评为辽宁省优秀青年骨干教师,2004年入选辽宁省百千人才工程,2006年获得大连市青年科技奖,2006年获得大连市政府特殊津贴。2006年和2007年连续两年获大连海事大学优秀学术带头人,2006年所在团队入选辽宁省高等学校创新团队。2007年获大连市优秀专家称号。2008年获交通运输部吴福-振华优秀教师奖。
研究工作具有跨专业特点。近10年来,始终面向船舶自动化、智能化的理论和应用研究,紧密跟踪世界先进水平,注重解决控制论最新成果转移到工程应用过程中的理论和实现问题,在下列6个方向上做出了创造性的工作:(1)建立了闭环增益成形理论,包括SISO系统算法,MIMO系统算法,SIMO系统算法,离散型闭环增益成形算法,与神经网络结合算法,与非线性理论结合算法,与模糊控制算法结合算法等,该算法的特例即为PID算法。在CNKI中用闭环增益成形为关键词检索,他与其研究生共发表了40篇该研究的系列学术论文。(2)提出了张氏模型,通过该模型利用闭环增益成形算法可以计算出PID控制的3个参数。(3)提出一种新的不稳定被控对象的控制器设计方法,即镜像映射方法。(4)船舶自动舵产品化研究,制成了多种航向和航迹自动舵样机,进行了一系列海上试验,性能居国内领先国际先进。(5)综合船舶监控系统设计。(6)船舶运动控制,提出了船舶运动简捷鲁棒控制算法,是简捷控制算法的首倡者。
主要成就
正式出版《VisualBasic工程应用实例》、《船舶运动智能控制与鲁棒控制》、《VisualBasic程序设计》、《VB实用编程技术》、《控制系统建模与数字仿真》、《船舶运动控制》(国防工业出版社)、《多媒体应用技术》(国防工业出版社)、《载运工具的控制》、《船舶控制系统》等9部著作。
在国际学术期刊及核心期刊上共发表第一作者学术论文54篇,其中:《AutomaticControlandComputerSciences》、《Int.J. of InformationTechnology》、《Int.J.ofAutomationandComputing》、《ICICExpressLetters》国际学术期刊论文10篇,论文被SCI和EI收录40篇,论著被引用1000余次,单篇最高被引用94次。根据中国科学技术信息研究所和万方数据股份有限公司编写并由科学技术文献出版社出版的《2010年版中国期刊高被引指数》,张显库在水路运输学科2009年前20位最高被引作者中排在第2位(2005年第2位,2006年第3位,2007年第3位,2008年第2位),连续5年进入前3名。现为《重庆理工大学学报》和《应用科技》编委。2010年4月被派往日本东京KakioInstitute进行LNG船液货操作模拟器研修。
参与的项目获国家科技进步二等奖1项,辽宁省科技进步二等奖2项。科研项目“多本船功能完备的航海模拟系统及其开发平台”获得国家科技进步二等奖,“综合船舶监控系统”获辽宁省科技进步二等奖(排名3),科研项目“高品质航海模拟器及其开发平台”获辽宁省科技进步二等奖,“一种简化的混合灵敏度算法”获辽宁省自然科学三等奖(排名1),“智能式航迹舵产品化研究”获交通部科技进步三等奖和辽宁省发明创造一等奖,“鲁棒控制自动舵研究”获大连市技术开发一等奖(排名2)。参加或主持完成了新加坡海军、大连机车车辆厂、锦州航海仪器厂、中国远洋运输总公司、大连远洋运输公司、国家自然科学基金、国家博士点基金、交通部等40余项科研项目。
现为《IEEEonFuzzySystem》,《InternationalJournalofSystemsScience》,《控制与决策》、《交通运输工程学报》、《系统工程与电子技术》、《测试技术学报》、《哈尔滨工程大学学报》等30种国际或国内核心期刊的审稿专家。
在教学工作中主讲过《控制系统建模与数字仿真》、《人工智能与专家系统》、《多媒体应用技术》、《VB程序设计》、《船舶运动控制》、《自动控制原理(英文版)》等10门本科生、硕士研究生和博士研究生课程。2006年获得大连海事大学优秀教学奖。共培养了29位硕士(23名毕业),7位博士(其中1名为外国留学生,2名毕业),2位博士后,1位访问教师。
参考文献
张显库, 贾欣乐. 船舶运动控制[M]. 北京: 国防工业出版社,2006.张显库。船舶控制系统[M].大连:大连海事大学出版社,2010.张显库。多媒体应用技术[M]. 北京 : 国防工业出版社, 2006.张显库。载运工具的控制[M]. 大连:大连海事大学出版社,2009.张显库, 金一丞。控制系统建模与数字仿真[M].大连:大连海事大学出版社,2004.贾欣乐, 张显库。船舶运动智能控制与H¥鲁棒控制[M]. 大连:大连海事大学出版社,2002.张显库.Visual Basic工程应用实例[M].大连:大连海事大学出版社,2002.