实验室研究方向

实验室主要以半导体硅单晶生长设备、冶炼自动化、火电机组优化与控制、高效电力电子装置、新型半导体器件与集成电路等为研究对象，涉及相关系统建模、控制与优化、信号检测，以及模式识别与飞行器、机器人等设备的智能信息处理，主要开展以下四方面的研究：

（1）复杂系统建模与控制

针对具有多变量、强耦合、强非线性和不确定性的复杂工业过程，建立描述系统的过程模型，验证模型的可靠性；分析系统运动过程的瞬态性能和稳态特征，确定主导运行过程的特征时空尺度和相关运动特征参数的有效方法，研究构建基于机理、数据和知识的复杂工业系统建模与验证方法，建立基于随机控制、过程控制、模糊控制、神经网络、辨识与估计等多理论融合的辨识与控制方法，以及基于数据分析、特征提取的故障感知、诊断、定位、决策等体系化理论与方法。该项研究拟为大尺寸硅单晶直拉生长装备、大型电站锅炉空预器、高精高速磨齿机、冷/热轧机、电力系统柔性控制、变换器和电动机高效控制等实际工业对象的建模、优化及控制提供理论基础。

（2）信号检测与多源信息融合

针对高温、高速或高压等恶劣环境下的工业系统，机器学习方法的工业软测量关键理论与方法；基于图像检测、电涡流检测、激光测量、远红外测量等非接触检测方法和原理，建立弱信号检测方法、单点测量与多维场测量融合理论、信号滤波等理论与方法。将图像传感技术、微流控技术、无线传输技术、图像处理技术融为一体，开发低成本、低功耗的生物信息处理及可植入芯片；研究高分辨雷达影像的分析与解译,高空间分辨雷达影的高效检测与高精度提取方法；图像/视频分析与编码研究以及面向智能交通监控的目标检测、跟踪与识别；电磁理论与数值计算和无线接收及抗干扰方面，研究高精度地波传播时延预测软件及相关理论算法，尤其是地磁传感器校准与载体干扰磁场的补偿方法。

（3）基于电力电子装置的高效电能变换系统控制

针对电能变换系统的柔性输配电与装置本体的高效化问题，研究电力电子系统的系统轻量化、小型化、高度集约化；电机驱动及控制的高效化，涉及不同工况下的针对性控制和节能化技术、电机控制的一体化高效化设计和优化研究；储能装置的充放电控制电路设计与控制技术；分布式发电的高效电能变换技术；宽禁带半导体SiC、GaN等新型电力电子器件、智能功率模块与系统集成，并继续在新型半导体材料制备、电力半导体器件设计及工艺、光控器件、功率集成模块设计、驱动与保护电路等方面开展持续性研究。

（4）模式识别与智能信息处理

针对复杂背景环境下目标的图像识别与跟踪问题，采用贝叶斯分类、贝叶斯网络、线性和非线性分类器设计、动态编程和用于顺序数据的隐马尔可夫模型、特征生成、特征选取等技术与理论，基于光照补偿、状态特征、图像深度和三维扫描数据等方法的目标识别与判定方法，建立动态、特定目标物的跟踪、识别与判定方法；研究机器人的三维视觉伺服控制，并基于动态规划理论、智能优化算法、最优化方法等手段，建立复杂环境下多智能体（飞行器、地面机器人）的编队、导航、规划与控制等理论与方法。