羅雄麟1983年7月畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，石油煉制專業(yè)。1986年6月畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）(原華東石油學(xué)院北京研究生部)，獲工學(xué)碩士學(xué)位，石油加工專業(yè)。1986年6月參加工作于中國石油大學(xué)（華東）留校任教。1994年9月至1997年6月在中國石油大學(xué)（北京）攻讀博士學(xué)位，1997年6月獲工學(xué)博土學(xué)位。1999年9月正式調(diào)入中國石油大學(xué)（北京）任教。歷任中國石油大學(xué)（華東）煉制系助教、講師、副教授、煉油教研室副主任，九三學(xué)社中國石油大學(xué)（華東）支社委員、山東省東營市第四屆政協(xié)委員，中國石油大學(xué)（北京）副教授、教授、博士生導(dǎo)師、校學(xué)術(shù)委員會委員、九三學(xué)社中國石油大學(xué)（北京）支社主委、中國石油大學(xué)校學(xué)位評定委員會委員、校工會副主席、《化工自動化及儀表》編委。

羅雄麟從事工業(yè)自動化和化學(xué)工程等方面的教學(xué)和科研工作，講授過“石油煉制工程”、“化工專業(yè)英語”、“化工數(shù)據(jù)處理及實驗設(shè)計”、“化工系統(tǒng)工程”、“化學(xué)反應(yīng)工程”、“化工過程動態(tài)學(xué)”、“系統(tǒng)辨識”、“最優(yōu)控制”、“自動控制原理”和“智能控制系統(tǒng)”等課程，主要講授“過程控制工程”、“過程控制工程專題”、“大系統(tǒng)控制論”等課程。主編和參編《石油煉制工程》(第三版、第四版)、《化學(xué)工程(石油加工)專業(yè)英語閱讀教程》等教材或叢書4部。已培養(yǎng)碩士畢業(yè)研究生120多名、博士畢業(yè)研究生12名、博士后3名，在讀碩博研究生近20名。多次組織和指導(dǎo)自動化系教師和學(xué)生參加2006－2012年全國大學(xué)生控制仿真挑戰(zhàn)賽，分別獲得一、二、三等獎各2次。2010年負(fù)責(zé)的自動化專業(yè)獲教育部高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點。2013年“實施優(yōu)勢轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略，強(qiáng)化工程實踐教學(xué)環(huán)境建設(shè)，提升實踐教學(xué)質(zhì)量”獲第七屆北京市高等教育教學(xué)成果獎二等獎。

科研工作涉及控制理論及應(yīng)用、過程控制工程、過程系統(tǒng)工程和機(jī)器學(xué)習(xí)等，同時長期從事煉油化工過程軟測量儀表與先進(jìn)控制、過程流程模擬與實時優(yōu)化等技術(shù)開發(fā)與工程應(yīng)用工作。主持和參加“六五”至“九五”國家重點科技攻關(guān)項目多項、“十五”國家863項目1項、國家自然科學(xué)基金項目2項、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目1項，主持和參加省部級科研項目和煉油化工公司科技開發(fā)項目30多項�！皟啥未呋�裂化技術(shù)開發(fā)及熱載體的研究”獲中國石油化工總公司科技進(jìn)步二等獎，“石化生產(chǎn)過程多變量預(yù)估控制技術(shù)開發(fā)應(yīng)用”獲2000年中國石化總公司科技進(jìn)步一等獎，“乙炔加氫反應(yīng)器的軟測量與先進(jìn)控制技術(shù)”獲2006年度中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會技術(shù)發(fā)明一等獎，2008年獲中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會“全國化工優(yōu)秀科技工作者”稱號。出版《化工過程動態(tài)學(xué)》和《過程控制與工藝設(shè)計一體化——催化裂化裝置動態(tài)機(jī)理建模與控制分析設(shè)計》專著2部，發(fā)表學(xué)術(shù)研究論文270多篇，其中SCI、EI和ISTP三大檢索收錄130多篇次，獲國家發(fā)明專利授權(quán)6項。

（詳見Google學(xué)術(shù)搜索）

(1)國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“化工過程物質(zhì)與能量高效利用的集成優(yōu)化基礎(chǔ)研究（2012CB720500）能量/質(zhì)量耦合梯級利用的多目標(biāo)優(yōu)化綜合”。

(2)國家自然科學(xué)基金項目(青年科學(xué)基金項目)“化工過程裕量分析與控制設(shè)計——以催化裂化裝置為例”(項目批準(zhǔn)號：21006127)，許鋒負(fù)責(zé)。

(3)國家自然科學(xué)基金項目(青年科學(xué)基金項目)“分片線性預(yù)測控制”(項目批準(zhǔn)號：61104218)，許鋆負(fù)責(zé)。

(4)國家自然科學(xué)基金項目(面上項目)“基于裕量設(shè)計的換熱網(wǎng)絡(luò)持續(xù)節(jié)能優(yōu)化”(項目批準(zhǔn)號：20976193)，羅雄麟負(fù)責(zé)。（已完成）

(1)控制理論與應(yīng)用。預(yù)測控制、軟測量理論與技術(shù)、多率系統(tǒng)、可靠性理論與應(yīng)用、非線性微分代數(shù)系統(tǒng)觀測器、壓縮機(jī)喘振主動控制、不對稱非線性系統(tǒng)的控制、分布參數(shù)系統(tǒng)。

(2)系統(tǒng)工程：化工過程動態(tài)建模與仿真、過程控制與工藝設(shè)計集成、能量/質(zhì)量耦合系統(tǒng)分析與綜合、換熱網(wǎng)絡(luò)持續(xù)節(jié)能與旁路優(yōu)化設(shè)計、控制與優(yōu)化結(jié)構(gòu)研究、過程在線優(yōu)化。

(3)模式識別與智能系統(tǒng)：分類和聚類機(jī)器學(xué)習(xí)、混雜系統(tǒng)PETRI網(wǎng)建模與控制技術(shù)。

羅雄麟，教授、博士生導(dǎo)師。

劉建偉，副研究員、碩士生導(dǎo)師。分類和聚類機(jī)器學(xué)習(xí)。

許　鋒，講師、碩士生導(dǎo)師。過程控制與工藝設(shè)計集成、非線性微分代數(shù)系統(tǒng)觀測器。

孫　琳，講師、碩士生導(dǎo)師。能量/質(zhì)量耦合系統(tǒng)分析與綜合、換熱網(wǎng)絡(luò)持續(xù)節(jié)能與旁路優(yōu)化設(shè)計。

許　鋆，副教授、碩士生導(dǎo)師。預(yù)測控制。

魏　萍，講師、碩士生導(dǎo)師。分布參數(shù)系統(tǒng)。

馮愛祥，講師�；祀s系統(tǒng)PETRI網(wǎng)建模與控制技術(shù)。

王書斌，講師。預(yù)測控制。

生　龍，講師。多智體。

岳元龍，講師�？煽啃岳碚撆c應(yīng)用。

王　銳，博士生�？烧{(diào)參量型過程控制與工藝集成優(yōu)化設(shè)計。

Osman Abuhalima，博士生（留學(xué)生）。換熱網(wǎng)絡(luò)裕量設(shè)計與設(shè)備選型。

曹鵬飛，博士生。軟測量、系統(tǒng)辨識、多率系統(tǒng)。

閔　歡，博士生。軟測量、多率系統(tǒng)。

吳　博，博士生。具有質(zhì)量交換的換熱網(wǎng)絡(luò)流程重構(gòu)的設(shè)計、識別與操作參數(shù)的再優(yōu)化。

(1) 基于夾點技術(shù)的多程換熱網(wǎng)絡(luò)綜合。石油化工過程中普遍采用多程換熱器，其中既存在逆流換熱也存在并流換熱。針對換熱溫差修正因子FT計算復(fù)雜，難求解且難以用于換熱網(wǎng)絡(luò)綜合等問題，提出基于夾點技術(shù)從機(jī)理出發(fā)分析管殼程數(shù)目、夾點特性以及系統(tǒng)能量性能間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上兼顧設(shè)備投資費(fèi)用與操作費(fèi)用實現(xiàn)多程換熱網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)綜合。

(2) 換熱網(wǎng)絡(luò)旁路優(yōu)化設(shè)計。換熱網(wǎng)絡(luò)的操作以滿足生產(chǎn)要求為目標(biāo)，旁路是調(diào)節(jié)面積裕量的手段。以持續(xù)節(jié)能為目標(biāo)，結(jié)合可控可觀性分析和優(yōu)化提出一種考慮了可控性的換熱網(wǎng)絡(luò)旁路設(shè)計法�；�于對穩(wěn)態(tài)模型增益的定量計算，從可控性分析的角度逐一求解換熱網(wǎng)絡(luò)的非方相對增益矩陣，從中確定最優(yōu)的旁路位置，使被控變量具有較高的可控性。權(quán)衡可控性與經(jīng)濟(jì)性兩方面因素，在可控性要求較高時，為實現(xiàn)設(shè)置最少的旁路以滿足全部狀態(tài)的可控性要求，提出了換熱網(wǎng)絡(luò)全部狀態(tài)可控的旁路優(yōu)化設(shè)計法。在旁路數(shù)目受限時，根據(jù)具體的經(jīng)濟(jì)性與可控性要求，提出了準(zhǔn)可控的旁路優(yōu)化設(shè)計法。

(3) 基于裕量設(shè)計的換熱網(wǎng)絡(luò)持續(xù)節(jié)能優(yōu)化。在換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時留出一定的面積裕量，設(shè)備面積投入使用則不能在操作中進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于設(shè)備老化等因素，換熱性能逐步下降，能耗逐步提高。提出了一種基于有旁路換熱網(wǎng)絡(luò)全周期節(jié)能的裕量優(yōu)化設(shè)計方法，通過旁路調(diào)節(jié)，逐步釋放有效面積裕量，達(dá)到全周期節(jié)能的目的。進(jìn)而提出一種有旁路換熱網(wǎng)絡(luò)全周期節(jié)能的動態(tài)優(yōu)化控制方法。方法基于換熱網(wǎng)絡(luò)動態(tài)模型的在線優(yōu)化控制方法，巧妙地結(jié)合原有常規(guī)控制回路，不但擴(kuò)大了優(yōu)化控制的可行域，并且滿足原常規(guī)控制回路的精度要求。由于采用閉環(huán)校正、迭代計算和滾動優(yōu)化的實施方法，始終把優(yōu)化建立在實際的基礎(chǔ)上，盡管它每次不一定能得到全局最優(yōu)解，然而使得實際控制結(jié)果達(dá)到最優(yōu)。

(4) 換熱器漏流的在線診斷與控制。換熱器廣泛應(yīng)用于石油化工過程工業(yè)的能量回收系統(tǒng)，但由于腐蝕、高溫下?lián)Q熱器各部件熱脹冷縮程度不一致以及流體誘導(dǎo)震動等因素，常使換熱器受到破壞而時有漏流現(xiàn)象發(fā)生，這種換熱器漏流現(xiàn)象發(fā)生在殼體內(nèi)，肉眼觀察不能發(fā)現(xiàn)，具有較大的隱蔽性。針對換熱器漏流診斷實時性差，控制手段匱乏等問題，提出基于換熱器動態(tài)數(shù)學(xué)模型通過結(jié)垢熱阻計算值的變化以及辨識模型增益實現(xiàn)換熱器漏流的在線診斷。在此基礎(chǔ)上，提出一種選擇性控制方法以避免漏流的快速惡化。

(1) 化工過程一般希望設(shè)計在經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的穩(wěn)態(tài)點操作，但該操作點一般位于約束邊界處。因此，需在過程設(shè)計時留出足夠的裕量，使操作點位于過程約束邊界內(nèi)，以保證在干擾和不確定因素出現(xiàn)時仍能滿足過程約束。此外，在工藝條件變化或存在干擾時，實際過程表現(xiàn)為在控制系統(tǒng)的作用下的動態(tài)過程，設(shè)計裕量中應(yīng)當(dāng)考慮這種動態(tài)過程，否則操作和控制將不可實現(xiàn)。因此，進(jìn)行工藝設(shè)計時將過程的動態(tài)分析和控制系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)合起來，提出了基于過程動態(tài)模型同時確定設(shè)計裕量和控制系統(tǒng)的工藝與控制集成優(yōu)化設(shè)計方法。發(fā)現(xiàn)過程動態(tài)特性對設(shè)計裕量有很大影響，在考慮過程工藝條件和設(shè)備條件變化留出的工藝裕量外，還需留出一定的控制裕量以滿足操作和控制的要求。控制裕量與控制系統(tǒng)性能有關(guān)，系統(tǒng)對控制器性能的要求越高，所需要的控制裕量應(yīng)越大。通過工藝與控制集成優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計結(jié)果既能滿足工藝要求，又能實現(xiàn)良好的自動控制。

(2) 針對化工過程設(shè)計缺乏對總體裕量評價、裕量設(shè)計忽視控制要求及控制設(shè)計忽視裕量限制的問題，從過程的動態(tài)可操作性、控制性能和經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行化工過程的裕量分析和控制設(shè)計。基于過程穩(wěn)態(tài)最優(yōu)設(shè)計的靈敏度分析，提出了操作優(yōu)化所能獲得的最大潛在經(jīng)濟(jì)效益與設(shè)計變量的局部裕量有關(guān)，給出了一種基于操作優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益對化工過程的總體裕量進(jìn)行評價的方法；通過利用穩(wěn)態(tài)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益和動態(tài)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益之差對裝置的總體裕量進(jìn)行劃分，分清與可實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)的工藝裕量和保證控制可實現(xiàn)性的控制裕量，從而減少裕量設(shè)計時的盲目性；在此基礎(chǔ)上，通過分析各設(shè)計變量的局部裕量對裝置總體裕量、可實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益以及控制性能的影響，給出了確定存在瓶頸的設(shè)計變量的方法；為了保證在有限設(shè)計裕量條件下控制系統(tǒng)的可實現(xiàn)性，基于操作裕量分析給出了基于有限設(shè)計裕量的控制系統(tǒng)設(shè)計方法，包括操作裕量與控制性能的關(guān)系、常規(guī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計。

(1) 對于高維復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的分類和回歸問題，基于三種思路進(jìn)行了研究

(a)基于非線性表示學(xué)習(xí)理論，使用深度學(xué)習(xí)模式，基于波爾茲曼機(jī)，深信度網(wǎng)絡(luò)，自動編碼器和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的各種抽象層次的表示，進(jìn)而構(gòu)造有效的分類器和回歸器；

(b)基于概率圖模型，提出新的概率圖表示，推理和學(xué)習(xí)算法；

(c)對于高維小樣本數(shù)據(jù)的分類和回歸問題，提出基于P范數(shù)正則化SVM分類器設(shè)計新模式，研究了最小二乘SVM和邏輯斯蒂模型等稀疏化并具有特征選擇功能的分類器設(shè)計問題，并研究組稀疏，樹稀疏和圖稀疏等結(jié)構(gòu)稀疏化模型，并利用瓦普尼克統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論分析模型的一致性，ORACLE性質(zhì)和錯誤界。

(2) 對于實時在線學(xué)習(xí)問題，如機(jī)器視覺，序列預(yù)測問題，利用賭博機(jī)理論，博弈論和隨機(jī)過程理論，研究在線學(xué)習(xí)算法和賭博機(jī)模型算法，構(gòu)造新的模型向量更新算法，并用PAC理論分析后悔函數(shù)的上界，提出了新的乘更新和加更新在線分類器算法。

(3) 半監(jiān)督學(xué)習(xí)問題。在許多ML的實際應(yīng)用中，如網(wǎng)頁分類、文本分類、基因序列比對、蛋白質(zhì)功能預(yù)測、語音識別、自然語言處理、計算機(jī)視覺和基因生物學(xué)，很容易找到海量的無類標(biāo)簽的樣例，而需要使用特殊設(shè)備或經(jīng)過昂貴且用時非常長的實驗過程進(jìn)行人工標(biāo)記才能得到有類標(biāo)簽的樣本，由此產(chǎn)生了極少量的有類標(biāo)簽的樣本和過剩的無類標(biāo)簽的樣例。因此，人們嘗試將大量的無類標(biāo)簽的樣例加入到有限的有類標(biāo)簽的樣本中一起訓(xùn)練來進(jìn)行學(xué)習(xí)，期望能對學(xué)習(xí)性能起到改進(jìn)的作用，由此產(chǎn)生了半監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)�；�于PAC理論和瓦普尼克統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論，巴拿赫空間概率不等式理論，討論半監(jiān)督學(xué)習(xí)問題的學(xué)習(xí)性能。

(4) 域自適應(yīng)學(xué)習(xí)問題。傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)假設(shè)測試樣本和訓(xùn)練樣本來自同一概率分布。但很多學(xué)習(xí)場景下訓(xùn)練樣本和測試樣本可能來自不同的概率分布。域自適應(yīng)學(xué)習(xí)能夠有效的解決訓(xùn)練樣本和測試樣本概率分布不一致的學(xué)習(xí)問題，作為機(jī)器學(xué)習(xí)新出現(xiàn)的研究領(lǐng)域在近幾年受到了廣泛的關(guān)注。研究了樣例加權(quán)域自適應(yīng)學(xué)習(xí)、特征表示域自適應(yīng)學(xué)習(xí)、參數(shù)和特征分解域自適應(yīng)學(xué)習(xí)和多源域自適應(yīng)學(xué)習(xí)問題。基于利用PAC理論和瓦普尼克統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論，巴拿赫空間概率不等式理論，討論學(xué)習(xí)機(jī)的域自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力，討論源域和目標(biāo)域的相關(guān)性對域自適應(yīng)學(xué)習(xí)的影響，進(jìn)行域自適應(yīng)學(xué)習(xí)的誤差界分析，以及學(xué)習(xí)任務(wù)的先驗知識對域自適應(yīng)學(xué)習(xí)的可能性，及研究滿足那些假設(shè)條件，域自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法的可實現(xiàn)問題。如果不能很好的處理好這些問題，則不能實現(xiàn)有效的域自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

在工業(yè)過程控制，特別是化工領(lǐng)域過程控制中，普遍存在著各種對輸出變量、輸入變量甚至中間變量的區(qū)間約束。預(yù)測控制能夠?qū)⑾到y(tǒng)的各種約束納入其求解控制律的優(yōu)化問題中，構(gòu)成帶有等式或者不等式約束條件的二次性能指標(biāo)優(yōu)化問題。

(1) 基于輸出空間可行域分析。約束條件之間的矛盾會導(dǎo)致約束條件無法全部滿足，控制器找不到可行解，為實際生產(chǎn)帶來不良影響。所以，約束優(yōu)化控制問題可行是多變量有約束系統(tǒng)可控的先決條件。針對有約束多變量線性系統(tǒng)，從凸體幾何角度，提出約束映射的思想，能夠?qū)⒔o定的輸入約束空間映射到輸出空間。將約束映射思想應(yīng)用到約束優(yōu)化控制中，基于線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型，將約束優(yōu)化控制的可行性判定轉(zhuǎn)化為凸多面體是否相交的問題，將不可行時合理的約束處理方案轉(zhuǎn)化為一系列線性規(guī)劃或非線性規(guī)劃問題，提出了無需人為參與的自動進(jìn)行約束優(yōu)化控制可行性分析和約束調(diào)整的算法。將約束映射思想引入約束預(yù)測控制的可行性分析與約束處理，基于線性系統(tǒng)離散狀態(tài)空間的動態(tài)模型，從凸多面體距離角度，提出在每步求解約束預(yù)測控制律之前進(jìn)行必要的可行性分析和合理的約束調(diào)整的在線滾動算法，從而使約束條件在整個時域得到滿足，并且保證系統(tǒng)的控制性能。

約束條件的存在使預(yù)測控制的在線優(yōu)化問題表現(xiàn)為非線性，難以獲得控制律的具體表達(dá)式，為約束預(yù)測控制的分析造成困難�；�于Newton控制框架，針對線性系統(tǒng)離散狀態(tài)空間的動態(tài)模型，考慮具有輸入、輸出區(qū)間約束條件下，推導(dǎo)基于區(qū)間控制思想的預(yù)測控制律的解析表達(dá)式，分別得到無約束和有約束情況下狀態(tài)反饋控制律的解析形式，從而分析約束條件對控制的影響。

在實際過程控制中，由于預(yù)測控制不檢測下層回路的實際執(zhí)行信息，當(dāng)控制作用超出系統(tǒng)實際最大能力而不能完全下載時，標(biāo)稱約束成為虛假寬松約束，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)偏離預(yù)期，約束條件無法滿足。基于線性系統(tǒng)離散狀態(tài)空間模型，討論有輸入和輸出區(qū)間約束條件的基于區(qū)間控制思想的預(yù)測控制，為保證虛假寬松約束發(fā)生時預(yù)測控制仍能夠正確有效實施，提出及時進(jìn)行一系列預(yù)測模型數(shù)據(jù)和約束條件修正的算法。

過程控制中除了存在常見的輸入和輸出變量幅值方約束，也可能由于工藝或者控制的需要具有關(guān)于輸入變量線性函數(shù)的非方硬約束，其并不能被預(yù)測控制直接處理。為保證預(yù)測控制的實施，提出利用輸入變量前一時刻的值和輸入變化量的高限對非方硬約束進(jìn)行合理的處理，將非方硬約束轉(zhuǎn)化為各個輸入變量幅值方約束的方法。

實際生產(chǎn)過程控制中，特別是多變量耦合的復(fù)雜化工過程中，對某些被控變量其實并沒有苛刻的設(shè)定值要求，只需滿足在給定區(qū)間內(nèi)即可，從而保證整個生產(chǎn)過程控制的平穩(wěn)。提出一種基于模型預(yù)測控制理論的區(qū)間控制算法。該算法在考慮到中間狀態(tài)變量約束的同時對預(yù)測控制的優(yōu)化性能指標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，將性能優(yōu)化指標(biāo)中的參考軌跡作為約束變量進(jìn)行在線優(yōu)化處理；參考軌跡自動跟蹤被控變量輸出，使預(yù)測控制針對輸出在不同的區(qū)域范圍采取不同的控制強(qiáng)度，實現(xiàn)區(qū)間控制的前提下滿足狀態(tài)及輸入變量的約束要求。

(2) 基于輸入空間可行域分析。預(yù)測控制算法對重要中間狀態(tài)變量的約束處理通常是將其作為輸出約束的一部分,增加被控變量的數(shù)目,對于這樣一類狀態(tài)變量數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于操縱變量數(shù)目的系統(tǒng)來說，通過把狀態(tài)變量直接變成輸出變量的方法是不現(xiàn)實的。在此提出一種新的處理重要中間狀態(tài)變量約束的區(qū)間預(yù)測控制算法，將狀態(tài)約束條件在線轉(zhuǎn)化為輸入增量的矩陣不等式形式納入到求解控制率的優(yōu)化問題中，轉(zhuǎn)化為求解二次規(guī)劃問題的最優(yōu)解。

針對多變量有約束系統(tǒng)不同約束條件之間可能發(fā)生矛盾的考慮，基于凸體幾何頂點角度，有效的將系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出變量約束映射為輸入空間內(nèi)的約束。在輸入域內(nèi)基于凸體幾何碰撞相交分析具有狀態(tài)變量約束預(yù)測控制的可行性以及當(dāng)約束不可行時基于線性規(guī)劃方法的在線合理軟約束調(diào)整。在每一步滾動優(yōu)化前加入可行性分析及合理軟約束調(diào)整的滾動算法，從而使整個控制過程均滿足控制算法要求的約束條件形式。

(3)不對稱系統(tǒng)預(yù)測控制。不對稱系統(tǒng)屬于特殊的一類非線性系統(tǒng)，當(dāng)控制作用增加或減少時，系統(tǒng)呈現(xiàn)出完全不同的動態(tài)響應(yīng)過程，在平衡點附近表現(xiàn)出明顯不對稱的動態(tài)特性，這使得基于一階泰勒展開的單一線性化模型設(shè)計的控制器性能不佳，控制品質(zhì)很難得到保證。采用正反方向線性模型近似不對稱系統(tǒng)，并根據(jù)正反方向線性模型設(shè)計狀態(tài)反饋預(yù)測控制器，然后根據(jù)正反控制器輸出的正負(fù)和控制性能指標(biāo)的比較確定了一套理論上較完善的正反方向控制器輸出選擇方法。

(4)輸入反饋控制。預(yù)測控制算法通過反饋校正來修正預(yù)測模型和實際對象之間的差異，常用的反饋形式有輸出反饋和狀態(tài)反饋等。在實際過程控制中，通常認(rèn)為預(yù)測控制為理想控制，即預(yù)測控制器輸出經(jīng)底層回路后控制作用完全施加給對象。但由于底層回路特性等因素的影響，預(yù)測控制器輸出往往不能完全施加給被控對象，如果長時間進(jìn)行，可能導(dǎo)致控制效果不佳。提出了輸入反饋控制方法，將實際施加給對象的控制作用通過反饋形式納入到下一步控制率的求解中，以此來消除預(yù)測控制器輸出與實際施加給對象的控制作用不一致所造成的影響。

多率現(xiàn)象在過程工業(yè)，特別是化工過程中普遍存在。由于技術(shù)、資金或環(huán)境等條件的限制，過程數(shù)據(jù)的采集常呈現(xiàn)出多頻率的特性，采用常規(guī)的單率控制策略無法快速抑制來自輸入信號、過程動態(tài)等方面的干擾，將引發(fā)控制性能下降、產(chǎn)品質(zhì)量惡化等問題，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效益以及安全生產(chǎn)。因此，對于這類多率采樣系統(tǒng)，進(jìn)行專門的多率過程監(jiān)測、狀態(tài)估計以及控制技術(shù)的研究具有較高的理論價值與實際應(yīng)用意義。軟測量技術(shù)作為對難以測量的關(guān)鍵質(zhì)量變量快速觀測的有效手段，是多率系統(tǒng)研究中的重要組成部分，受到了研究者的廣泛關(guān)注。

軟測量模型是軟儀表的核心，根據(jù)數(shù)據(jù)多率的特點，首先提出了一類動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法，設(shè)計指數(shù)動態(tài)加權(quán)單元，對多率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取動態(tài)時間信息用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，建立動態(tài)加權(quán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；并針對動態(tài)加權(quán)建模在快慢采樣頻率比增大時性能下降的問題，引入插值的思想，設(shè)計插值動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模法，改善常規(guī)動態(tài)加權(quán)建模的效率與性能。通過仿真實驗對兩種建模方法進(jìn)行了對比與分析，指出動態(tài)建模方法能夠有效提高多率系統(tǒng)下的建模效果。

盡管多率動態(tài)建模方法有利于提高模型的預(yù)估能力，但是由于化工過程復(fù)雜多樣，無論何種建模方法均不可避免地存在局限性，僅使用軟測量模型進(jìn)行質(zhì)量變量的估計易出現(xiàn)預(yù)估效果不穩(wěn)定、隨機(jī)偏差等現(xiàn)象。因此，軟儀表的在線校正對于保證輸出的準(zhǔn)確性與可靠性十分必要。針對多率系統(tǒng)下的輸出校正技術(shù)進(jìn)行了深入探索，提出了一種輸出融合軟儀表的設(shè)計思想，在已建的軟測量模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計基于Kalman濾波的多率數(shù)據(jù)融合算法，對慢速的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)與軟測量模型預(yù)估數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，以克服噪聲、建模方法等因素的影響，提取冗余信息改善軟儀表的整體輸出性能。通過軟件仿真與小型實驗裝置對輸出融合軟儀表的有效性進(jìn)行了驗證，并詳細(xì)分析了影響算法性能與應(yīng)用的重要因素。結(jié)果表明輸出融合軟儀表能夠有效地融合多率數(shù)據(jù)，克服軟測量模型的不穩(wěn)定偏差，具有估計精度改善、穩(wěn)定性提高的能力，但是也受到模型失配、采樣頻率等因素的影響與限制。為此，進(jìn)一步提出了自適應(yīng)輸出融合軟儀表的設(shè)計方法，針對數(shù)據(jù)噪聲以及濾波算法的特點，設(shè)計了一種含遺忘因子的自適應(yīng)觀測噪聲統(tǒng)計估計器，對不規(guī)則噪聲進(jìn)行在線估計，用于Kalman濾波過程，以提高融合軟儀表的抗干擾性能。采用仿真實驗對自適應(yīng)輸出融合算法進(jìn)行了全面分析，并將其應(yīng)用于小型實驗裝置，證明改進(jìn)后的自適應(yīng)輸出融合軟儀表能夠克服由于噪聲假設(shè)不當(dāng)而引發(fā)的性能下降問題，具有更強(qiáng)的準(zhǔn)確性、魯棒性與實用性。

在輸出融合軟儀表中，多率Kalman濾波算法的性能對于數(shù)據(jù)融合的效率十分關(guān)鍵。通過誤差分析的方法，對多率Kalman濾波算法在模型失配下的穩(wěn)定性，即魯棒性進(jìn)行了研究。在基本假設(shè)條件下，對濾波誤差表征參數(shù)“濾波偏差比”公式進(jìn)行了推導(dǎo)，給出了多率Kalman濾波穩(wěn)定/發(fā)散的基本判定方法。針對一類典型系統(tǒng)詳細(xì)分析了模型失配、采樣頻率等參數(shù)對濾波穩(wěn)定情況的影響，提出了濾波穩(wěn)定與發(fā)散的判據(jù)。