近日，数理与金融学院系统科学团队丁奎副教授在控制领域取得重要研究进展，3篇高水平论文发表在控制领域权威期刊《IEEE-CAA Journal of Automatica Sinica》、《IEEE Transactions on Cybernetics》和《IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs》上。我校均为第一署名单位。
在《IEEE-CAA Journal of Automatica Sinica》（一区Top，影响因子19.2）发表题为“Slow Sampling Feedback Stabilization of One-Sided Lipschitz Stochastic Singularly Perturbed Systems”的研究论文。丁奎副教授为论文第一作者，吴小太教授为论文通信作者。论文主要探究了单边Lipschitz条件下随机奇异摄动系统的慢采样控制问题。与以往研究不同，本论文将慢采样受控随机奇异摄动系统建模为随机脉冲系统。构建了与采样序列相关的时变李雅普诺夫函数；同时，借助凸组合技术及单边Lipschitz条件，推导出目标系统均方指数稳定的充分条件，并建立了慢采样控制器增益矩阵的求解方法。最后，通过实际电路模型验证了所提方法的可行性。对比分析表明：基于单边Lipschitz条件设计的采样控制器比传统Lipschitz条件下所设计的采样控制器具有更广泛的应用范围。
(a) 开环电路系统的状态轨迹；(b) 慢采样控制机制下电路系统的状态轨迹；(c) 采样序列稳定区域对比图
DOI：10.1109/JAS.2025.125924
在《IEEE Transactions on Cybernetics》（一区Top，影响因子:10.5）发表题为“Finite-Time Intermittent Anti-Disturbance Control for Discrete-Time Switched Systems With Stochastic Gain Fluctuations: Partial Information Loss Case”的研究论文。丁奎副教授为论文第一作者。论文聚焦于多重扰动及随机增益波动下离散时间切换系统的有限时间歇抗扰控制问题。与现有切换系统方法不同，论文开发了一种允许边缘依赖的平均驻留时间机制，取代了传统的共模依赖平均驻留时间机制，该机制更具灵活性且适用范围更广。此外，论文探讨的切换系统不仅考虑外部扰动，还纳入了恶意网络攻击因素，其更符合实际应用场景。在此基础上，针对外部扰动与恶意网络攻击诱导部分信息丢失的情况，设计了一种间歇复合抗扰策略，以替代基于完全可测信息下的连续抗扰控制策略。最后，通过双轴涡扇发动机模型验证了所提出有限时间间歇抗扰控制方案的有效性。
结构图和数值仿真图
论文原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11501964
在《IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs》（二区Top，影响因子4.9）发表题为“Finite-Time Adaptive Control of Genetic Regulatory Networks With Mixed Delays and Disturbances: A Comparison Approach”的研究论文。硕士研究生汪瑞为论文第一作者，丁奎副教授和吴小太教授为论文通信作者。论文针对基因调控网络（GRNs）在混合时滞、执行器故障以及随机扰动下的有限时间控制问题，提出一种新颖的基于比较原理的稳定性分析方法，避免了复杂Lyapunov泛函的构造。同时，通过设计分数幂自适应容错控制器，无需先验信息即可实现对执行器故障的在线补偿以及对扰动的抑制。理论分析表明，在宽松条件下，时滞只需有界而无需可微，闭环系统状态可在有限时间T内精确收敛到零。最后，仿真验证了该方法的有效性和优越性。
(a)-(i) 九节点下基因调控网络拓扑结构与有限时间自适应控制效果图
论文原文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11314588