复杂工程系统的快速自动故障诊断与容错控制研究

研究复杂工程系统快速故障诊断与容错控制的理论、方法与关键技术。主要针对航空航天控制系统提出融合等故障预报技术，以及鲁棒非线性故障诊断等方法，研究自组织小脑模糊神经网络及反推鲁棒自适应重构方法；在资源等约束下，研究模糊鲁棒容错系统结构及参数化设计；进行容错余度设计及可靠度分配；研制计算机仿真演示平台及开展国际合作。 2100433B

依据国际及国内控制领域的研究动向并结合国家重大科技发展需求以及国民经济建设与发展需求，实验室确立了以复杂工程系统的测量与控制问题为主要研究内容。主要针对系统规模庞大、结构复杂、变量（参数）多、系统目标和约束多样的各类现代复杂工程系统对象，寻求新的有效方法和手段来进行系统的建模、分析、测量与控制的研究。研究成果可广泛应用于各类实际工程系统如石化、冶金、发电、机械、轻纺等制造系统，并可在电力、电信、交通等网络系统中有着广泛的应用背景，又能为新兴的物质与信息混合复杂系统提供信息获取、控制及协调等问题的解决方法。复杂工程系统测量与控制问题的解决不论是对控制学科的发展，还是对解决国家重大科技发展需求都是具有重大的理论与应用意义的，同时又极具挑战性。

目前实验室重点在以下3个方向开展理论研究和结合工程背景的实际应用研究：

(1)复杂过程系统的测量与控制；

(2)复杂网络化系统的信息获取与控制；

(3)复杂制造系统的分析、控制与决策。

导弹武器系统是一个复杂工程系统，对导弹武器系统的研究一直是仿真领域的研究重点之一。《复杂工程系统建模与仿真》内容包括复杂工程系统建模与仿真的理论和应用问题。其中，理论方面，包括复杂系统的理论及其发展、基本概念、理论基础以及其建模与仿真相关的问题、复杂工程系统及其相关理论；应用方面，以导弹武器系统为对象，对导弹武器系统的设计、性能评估等方面的问题进行了阐述，包括导弹运动复杂性及几种特殊运动的建模、导弹六自由度一体化建模方法与理论及应用、核武器中聚合爆轰作用的复杂性及其建模与仿真、导弹攻防对抗系统和多传感器组合导航与精确制导复杂性分析与建模五个方面。

复杂目标的电磁散射问题以及复杂环境下的电磁兼容问题一直是国防工业和民用技术中迫切需要解决的关键问题。随着近年来材料技术的快速发展，各种新的人工合成材料的不断涌现，使如何分析这些新材料的电磁特性并将其成功应用到国防及民用工业中也成为了亟待解决的问题。在这些新材料当中，快速精确地分析双各项同/异性材料、单/双负介质材料等是电磁学领域中最具挑战的课题之一。同时研究各种新的复杂电磁结构，例如光子晶体结构、频率选择表面结构等也成为电磁学领域中迫切需要解决的难题之一。因此，本项目以求解上述复杂电磁问题为立项依据，深入研究快速有效的电磁计算方法，以解决当前计算方法在分析复杂电磁问题中的薄弱环节。主要的研究内容包括：1）研究与积分核无关的算法及其相应的关键技术，2）研究快速收敛的迭代算法和预条件算法，3）研究金属与复杂媒质混合的全波求解算法，4）研究与积分核无关的快速算法的并行化。