系统控制与信息处理教育部重点实验室

系统控制与信息处理教育部重点实验室于2007年正式立项建设,实验室依托上海交通大学控制科学与工程一级学科,联合仪器科学与技术一级学科的相关研究方向共同建设。 

    实验室重点围绕复杂系统预测、控制与优化技术、全自主监测与服务系统、面向健康与安全的图像信息处理等三个主要方向,全力发展和构建系统控制与信息处理的理论和技术平台。

    实验室由三个研究团队构成,目前专职教师40余人,其中博士38人,高层次人才包括国家百千万人才计划2人、长江学者4人、国家杰出青年基金获得者4人等。实验室办公和实验用房面积3200平方米,现有仪器设备总价值1700万元,万元以上设备116台/件。 

    系统控制与信息处理重点实验室的总体目标是建设成为一个在学术上居于学科前沿并有自身特色的国际知名实验室,其在系统控制与信息处理若干重要领域的研究内容和水平应在国际前沿,具有原创性,在技术和应用方面应达到国际先进,并在我国、特别是上海市的经济建设和社会发展中发挥重要作用。

主要研究方向:复杂系统预测、控制与优化技术;全自主监测与服务系统;面向健康与安全的图像信息处理

重要科研成果:

1. 混沌控制、复杂网络系统控制

    在国际上首次提出了混沌反馈控制的概念,并把复杂网络牵制控制思想用于蜂拥控制,在具有领导者的蜂拥控制和保持网络连通性的蜂拥控制的算法设计与理论分析方面取得创新性成果。获得了包括国家杰出青年基金和多项国家自然科学基金的支持,获2005年IEEE电路与系统学会Guillemin-Cauer奖和2008上海市自然科学一等奖。

2. “交龙”智能轮椅、导游机器人

    “交龙”智能轮椅配备有激光测距雷达和视觉等多种传感器,能够跟踪主人的引导,自动记忆环境地图,具有高精度和高可靠性的自定位能力,可以在人员流动的动态环境中完成大范围的自主导航。灵敏迅捷的避障和路径规划性能赋予该轮椅高度的安全性和机动性,触摸屏和语音交互功能,满足了不同残障用户的人机交互的个性化需要。

3. 基于三维医学影像分析的整复手术辅助设计系统

    该成果受中法国际合作项目和上海市曙光跟踪项目资助,并获教育部科技进步二等奖。系统根据扫描的医学影像,综合运用图像分割、图像三维重建、图像融合、三维交互和测量、图像三维绘制等技术来实现整复外科手术的辅助设计(如:颅骨修补、隆鼻充填材料选型、根据骨骼重置计划实现软组织的变形预测等),已在多家医院得到几百病例的成功临床应用。

4. 人体多元医学信息无创诊查技术研究

 “人体全消化道微型智能介入式诊查系统”可以在无需清肠和禁食的自然生理状态下24小时连续监测全消化道内的压力、温度和pH值,检测结果可以为辅助胃肠动力性疾病的诊断,全消化道运动功能的科学研究、胃肠动力性药物药效的评价、胃肠道术后功能恢复状况的了解等提供有效手段和定量依据。成果共申报国家发明专利8项,达国内首创、国际先进水平。成果已于2007年形成具有自主知识产权的国家三类医疗器械产品,取得了产品注册证及生产制造许可证。该方面研究曾获教育部技术发明一等奖、二等奖,上海市发明二等奖。

 

五、国际、国内合作情况

1. 欧盟智能车

实验室作为负责单位,承接了欧盟ICT计划CyberC3智能车项目(40万欧元);作为参加单位,承接了欧盟第六框架CyberCars-2智能车项目。研制出CyberC3、CyberSmart、CyberExpo等一系列智能车,并在上海世博会、上海东方绿舟、法国 La Rochelle等地进行了公开演示。

2.阿尔法磁谱仪空间探测器大型国际合作试验项目

阿尔法磁谱仪(AMS- Alpha Magnetic Spectrometer)空间探测器试验是丁肇中教授领导的以探索空间反物质和暗物质为主要目的的大型国际合作科学试验项目。阿尔法磁谱仪是人类有史以来发射到太空中的第一个磁谱仪。参加该项目的有来自美国、中国、俄罗斯、芬兰、德国、意大利、罗马尼亚以及瑞士等11个国家和地区的30 多名科学家和工程师。

由上海交通大学参与合作设计并独立制造的低温地面支持设备(CGSE-Cryogenic Ground Support Equipment)是在发射前对AMS中的超导磁体完成冷却、测试和超流氦加注的重要系统。实验室承担了CGSE的控制系统设计,该系统主要任务是对冷却、加注和测试过程进行监控和自动控制。

2008年至2010年,AMS在瑞士日内瓦的欧洲粒子研究中心(CERN)进行了组装和调试,CGSE控制系统顺利完成了对超导磁体的降温,超流氦加注和测试过程的监控和控制任务。

3. 宝钢厚板加速冷却过程先进控制

在国家863计划项目资助下,实验室与宝钢研究院合作,针对厚板加速冷却过程的控制优化问题进行了研究,根据钢板的规格、成分、以及目标冷却温度等参数确定不同钢板模模型,设计了变时域模型预测控制方法。

应用该算法后,钢板冷却速率偏差控制在工艺要求的范围内。钢板的终冷温度的控制精度从60%提高到85%,提高了钢板的综合性能,钢板成品率达到95%。

4. 上海电科所城市路网智能交通

实验室与上海市电器科学研究所集团有限公司,自2003年起历经多年合作研究,在城市路网交通状态估计、GPS出租车交通信息分析、城市路网交通信息融合和基于调频负载波的交通信息发布与接收等方面取得了诸多成果。

 

六、联系信息

1.联系人及联系方式(电话、邮箱)

负责人:关新平 教授

联系电话/传真:021-34204549      

邮箱:xpguan@sjtu.edu.cn

2.网址

http://www. scip.sjtu.edu.cn