博士生课程《先进控制理论与控制工程》 主讲教师：吴敏

●  课程介绍

本课程为中国地质大学自动化学院博士研究生课程，也曾作为中南大学信息科学与工程学院博士研究生课程，自2000年开课以来，已经连续授课20届，取得了很好的反响，得到了学生的一致好评。

本课程面向控制科学与工程学科前沿，重点讲授先进控制理论和方法及其工程应用。通过回顾控制理论的发展历史，介绍基本的控制理论与方法，使学生对控制学科有全面的认识；介绍工业信息物理融合系统的基本概念和科学问题，指出当今控制理论与控制工程面临的挑战；讲述典型的先进控制理论与方法及其实际工业应用，展现控制理论与技术的巨大魅力；对今后开展学科发展进行展望。

通过本课程的学习，使学生能够较全面地了解控制理论和控制工程的发展脉搏，了解控制理论与控制系统技术目前研究的主要方向，掌握先进控制理论与控制工程的基本理论及工程应用技术。

●  课程内容

控制理论发展历史回顾，基本的控制理论与方法，时滞系统鲁棒控制，二维重复控制与主动扰动抑制，工业信息物理融合系统，模型预测控制，面向网络控制系统的模型预测控制设计，面向多智能体系统的模型预测控制，先进控制理论和方法的实时实现及工程应用，控制科学发展展望。

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●  教学团队

吴敏

教授、博士生导师

1963年生，广东化州人。中国地质大学（武汉）学术委员会副主任、未来技术学院院长、二级教授、博士生导师，IEEE会士（IEEE   Fellow），中国自动化学会会士（CAA Fellow）。

主要研究方向：过程控制、鲁棒控制和智能系统。长期从事先进控制理论及应用、复杂系统控制与优化技术、智能系统技术及应用领域的研究，是一位在控制领域有着重要影响的国际知名学者。

发表学术期刊论文300篇，入选科睿唯安（汤森路透）全球高被引科学家名单。出版专著8部、教材2部、译著2部。获国际自动控制联合会（IFAC）控制工程实践优秀论文奖，中国过程控制学术贡献奖。获国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖励11项。奖培养硕士研究生毕业195人，指导博士研究生毕业60人，博士后出站26人，获省部级教学成果奖2项。

一、控制理论与控制工程的发展和回顾。全面回顾控制理论与控制工程的各个发展阶段，指出各阶段所取得的主要成就，初步展示控制理论和工程应用技术发展的历史与现状。

二、基本的控制理论与方法。全面介绍经典控制、现代控制和先进控制的理论与方法，包括：波德图方法、奈魁斯特稳定性分析方法、PID控制等经典控制；状态空间模型、能控性、能观性、内部稳定性、LQG最优控制等现代控制；以及鲁棒控制（H∞控制、μ分析与μ综合）和智能控制（专家控制、模糊控制和神经网络控制）等先进控制理论与方法。

三、时滞系统鲁棒控制。以时滞系统鲁棒控制的自由权矩阵方法为专题，介绍时滞系统控制的最新进展。

四、二维重复控制与主动扰动抑制。以二维鲁棒重复控制和等价输入干扰设计方法为专题，探讨重复控制系统和主动扰动抑制的设计问题。

五、工业信息物理融合系统。控制系统与自动化技术的基本概貌，包括：阐述控制系统的类型和特征，结合集散控制系统、现场总线控制系统和网络控制系统技术，介绍一种工业过程自动化系统与企业信息化的技术解决方案。研讨第四次工业革命带来的挑战、信息物理融合系统（CPS）、工业应用面临的问题、工业信息智能感知与融合、基于大数据的智能优化与知识发现、工业生产智能化技术与智能控制、工业信息物理融合系统架构与应用等问题。

六、预测控制。阐述预测控制的基本原理与方法、面向网络控制系统的模型预测控制设计、面向多智能体系统的模型预测控制，探讨工业网络系统控制的特点、网络化控制系统和工业网络系统控制问题、工业网络系统控制解决方案。

七、先进控制理论和方法的实时实现及工程应用。以工业信息物理系统和预测控制、以及复杂冶金过程智能优化控制为专题，详细介绍先进控制理论和方法的实时实现和实际工程应用成果。

八、控制科学发展展望。介绍控制与自动化领域研究前沿的若干问题，包括先进控制理论、网络控制系统、智能机器人系统、全流程优化运行控制、节能减排控制等方面。全面总结所介绍的各种控制理论和控制工程技术，结合《中国制造2025》、信息物理融合系统、互联网+等发展趋势，指出存在的和有待解决的问题，展示今后的发展方向。

在最后，通过介绍控制领域的国内外学术组织和学术会议，使大家清楚自动化领域国内外学术组织、学术刊物和学术会议的基本情况。