【ZiDongHua 之自動(dòng)化學(xué)院派收錄關(guān)鍵詞： 郭雷 ICIAM 智能系統(tǒng) 控制理論  學(xué)習(xí)與反饋】
 
　　探索基于學(xué)習(xí)與反饋的智能系統(tǒng)理論——郭雷院士在第10屆ICIAM世界大會(huì)作邀請(qǐng)報(bào)告ICIAM 2023
 
　　探索基于學(xué)習(xí)與反饋的智能系統(tǒng)理論
 
　　——郭雷院士在第10屆ICIAM世界大會(huì)作邀請(qǐng)報(bào)告圖片
 
　　
 
　　第10屆國(guó)際工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)大會(huì)（ICIAM 2023）于 2023年8月20日-25日在日本東京舉行。國(guó)際工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)大會(huì)(ICIAM)是國(guó)際工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域水平最高、規(guī)模最大、影響最廣的學(xué)術(shù)盛會(huì)，每四年召開(kāi)一次。本屆大會(huì)盛況空前, 參會(huì)注冊(cè)代表達(dá)5500余人。本屆大會(huì)共有27位著名應(yīng)用數(shù)學(xué)家作邀請(qǐng)報(bào)告(Invited Lecture)，這些學(xué)者是由大會(huì)專門成立的遴選委員會(huì)通過(guò)投票選舉產(chǎn)生的, 被邀請(qǐng)者都是學(xué)界公認(rèn)的領(lǐng)頭科學(xué)家。系統(tǒng)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的郭雷院士是本屆大會(huì)中僅有的兩位作邀請(qǐng)報(bào)告的華人學(xué)者之一。
 
　　8月25日上午，郭雷院士作了題為“Learning and Feedback in the Control of Uncertain Dynamical Systems”的邀請(qǐng)報(bào)告，分享了與合作者在不確定性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)控制研究領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)和研究進(jìn)展。在報(bào)告中，郭雷院士指出，學(xué)習(xí)與反饋是應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中不確定性的一對(duì)互補(bǔ)機(jī)制,也是智能系統(tǒng)中的兩個(gè)關(guān)鍵機(jī)制。學(xué)習(xí)在智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行中具有基礎(chǔ)性作用，而反饋可以使得系統(tǒng)自身在復(fù)雜開(kāi)放環(huán)境中有效應(yīng)對(duì)各種不確定性的影響。
 
　　報(bào)告主要包含三部分內(nèi)容。首先，郭雷院士介紹了一個(gè)將學(xué)習(xí)與反饋機(jī)制相結(jié)合的典型案例---著名的自校正調(diào)節(jié)器（STR）。STR是通過(guò)將遞推最小二乘估計(jì)器與最?。ǜ櫍┓讲羁刂破鬟M(jìn)行在線耦合，并實(shí)時(shí)應(yīng)用于同一個(gè)反饋回路中得到的。由于相應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的性質(zhì)由復(fù)雜的非線性非平穩(wěn)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)方程組所決定，如何從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格建立這類最基本的“認(rèn)知-決策”型自適應(yīng)智能系統(tǒng)的理論基礎(chǔ), 曾是控制理論領(lǐng)域長(zhǎng)期懸而未決的著名難題，得到國(guó)內(nèi)外同行的極大關(guān)注和廣泛研究。郭雷院士介紹了在自校正調(diào)節(jié)器研究上取得突破的關(guān)鍵思想，以及關(guān)于自適應(yīng)閉環(huán)智能系統(tǒng)全局穩(wěn)定性與收斂性的具體理論結(jié)果。
 
　　隨后，郭雷院士介紹在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的核心算法——著名PID（比例-積分-微分）反饋控制器得到成功應(yīng)用背后的基本原理和理論基礎(chǔ)。針對(duì)一類基本的二階非線性不確定性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，他與合作者證明了PID反饋控制器具有“大范圍雙邊魯棒性”,并發(fā)現(xiàn)PID控制器結(jié)構(gòu)中實(shí)際上隱含一個(gè)在線學(xué)習(xí)機(jī)制，這從基本原理上對(duì)PID反饋控制為何在應(yīng)用中如此成功給出了理論解釋。他還在報(bào)告中展示了關(guān)于PID參數(shù)選取的一個(gè)新設(shè)計(jì)公式，以及關(guān)于一般仿射非線性不確定性系統(tǒng)的拓廣PID反饋控制器（EPID）設(shè)計(jì)方法。
 
　　最后，郭雷院士介紹了一個(gè)更為基本的科學(xué)問(wèn)題——反饋機(jī)制在應(yīng)對(duì)非線性不確定動(dòng)態(tài)系統(tǒng)時(shí)的最大能力與根本局限。他介紹了與合作者發(fā)現(xiàn)并證明的幾個(gè)基本的關(guān)于反饋機(jī)制最大能力的臨界性定理，并指出，借助隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的條件Cramer-Rao不等式可以研究反饋機(jī)制的根本局限，而通過(guò)在線學(xué)習(xí)與反饋控制的有機(jī)結(jié)合可以使得反饋機(jī)制達(dá)到其最大能力。毫無(wú)疑問(wèn),這項(xiàng)研究從基礎(chǔ)理論上深化了對(duì)智能系統(tǒng)中反饋機(jī)制作用的認(rèn)識(shí).
 
　　這次報(bào)告中所提供的基本思想和結(jié)果有望為進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)與反饋控制的深入結(jié)合提供借鑒與啟發(fā),推動(dòng)在不確定性情形下智能系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究的深入發(fā)展。
 
　　報(bào)告人簡(jiǎn)介: 郭雷，1982年畢業(yè)于山東大學(xué)數(shù)學(xué)系,1987年在中科院系統(tǒng)科學(xué)所獲得博士學(xué)位,現(xiàn)任中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員、中科院國(guó)家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心主任。曾任中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院院長(zhǎng)、中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)等。主要從事系統(tǒng)與控制領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論及相關(guān)應(yīng)用研究，特別是自適應(yīng)系統(tǒng)（包括自適應(yīng)估計(jì)、自適應(yīng)濾波、自適應(yīng)控制、自適應(yīng)博弈）、非線性不確定系統(tǒng)控制、反饋機(jī)制最大能力、大群體系統(tǒng)集體行為、博弈控制系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)等方面的研究。因?yàn)樵谙嚓P(guān)研究領(lǐng)域的創(chuàng)新性、突破性和基礎(chǔ)性貢獻(xiàn),他先后獲得國(guó)內(nèi)外一系列重要學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)和學(xué)術(shù)榮譽(yù)。1998年當(dāng)選美國(guó)IEEE會(huì)士，2001年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。隨后當(dāng)選發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士，瑞典皇家工程科學(xué)院外籍院士，國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)會(huì)士，并被瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）授予榮譽(yù)博士學(xué)位。2019年獲得IEEE控制系統(tǒng)學(xué)會(huì)頒發(fā)的最高獎(jiǎng)“波德獎(jiǎng)”（Hendrik W. Bode Lecture Prize），獲獎(jiǎng)理由是“因?qū)ψ赃m應(yīng)控制、系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)信號(hào)處理、隨機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的根本性和實(shí)際性貢獻(xiàn)”。他曾多次應(yīng)邀在控制與數(shù)學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上做特邀報(bào)告，包括先后兩次在三年一度的國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)世界大會(huì)上的大會(huì)報(bào)告（1999，2014），IEEE決策與控制會(huì)議（CDC）的大會(huì)報(bào)告（2019），四年一度的國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)（ICM）的邀請(qǐng)報(bào)告，以及本次國(guó)際工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)大會(huì)（ICIAM）的邀請(qǐng)報(bào)告等。
 
　　
 
　　來(lái)源：中科院系統(tǒng)所