报告题目：PID 控制的理论基础与设计方法
报告人：郭雷中国科学院院士
报告时间： 2017年9月29日（周五）14:30
报告地点：将军路校区自动化学院报告厅
主办单位：自动化学院校科协
报告人简介：
郭雷，1982年毕业于山东大学数学系，1987年在中科院系统科学研究所获博士学位。1987-1989年在澳大利亚国立大学做博士后。1992年被中科院特批为研究员，2003-2012年任中国科学院数学与系统科学研究院院长。现任中科院国家数学与交叉科学中心主任。
长期从事系统与控制科学研究。代表性成果包括（按时间顺序）：1）解决著名自校正调节器收敛性和线性二次型最优适应控制等基本理论难题；2）建立自适应滤波算法的一般数学理论并使其对反馈随机系统的应用成为可能；3）发现并证明关于反馈机制最大能力与局限的一系列基本定理和“临界”常数；4）建立具有局部相互作用的一类典型非线性大群体系统的同步理论；5）提出并研究博弈控制系统的合作性和能控性；6）建立在工程控制系统中起主导作用的著名PID控制器的理论基础和设计方法。
1998年当选美国电子与电气工程师协会（IEEE）会士，2001年当选中国科学院院士，2002年当选发展中国家科学院院士，2007年因“在随机系统的自适应控制与估计理论以及反馈的最大能力研究方面所做出的根本性贡献”，而当选国际自动控制联合会（IFAC）会士，2007年当选瑞典皇家工程科学院外籍院士，2014年被瑞典皇家理工学院授予荣誉博士学位。1993年因“解决了最小二乘自校正调节器的收敛性及收敛速度这一控制理论中长期悬而未决的问题”，获得IFAC世界大会青年作者奖。2014年他与合作者关于局部相互作用下大群体系统同步性的文章，被美国工业与应用数学会（SIAM）旗舰刊物SIAM Review选为SIGEST论文重新发表，并在SIAM颁奖会上受到表彰。曾获首届国家杰出青年科学基金（1994），中国科学院自然科学奖（1995），国家自然科学奖（1987，1997），IFAC杰出服务奖（2011）等。曾先后两次应邀在三年一度的IFAC世界大会上作大会报告（1999，2014），在四年一度的国际数学家大会作邀请报告（2002），并被选为IEEE控制系统学会杰出报告者（2012）。
现任国务院学位委员会委员兼数学学科评议组召集人，国家重点基础研究发展计划（973）专家顾问组成员，中国大百科全书《系统科学》卷主编，以及系统、控制与数学等领域国内外多份学术杂志编委、副主编或顾问等。曾任IFAC理事会成员，美国IEEE控制系统学会奖励委员会委员，IFAC奖励委员会委员，第48届IEEE控制与决策大会（CDC）共同主席，第八届国际工业与应用数学世界大会主席，中国科学院学术委员会副主任，国家科学技术奖励委员会委员，中国工业与应用数学会理事长，中国数学会副理事长，中国自动化学会副理事长等。
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.
