学院机器人与信息自动化研究所   天津市智能机器人技术重点实验室

Institute of Robotics and Automatic Information System

Tianjin Key Laboratory of Intelligent Robotics

2018年春季先进机器人与MEMS技术系列学术讲座 (第110期)

Seminar Series：Advanced Robotics & MEMS

题目：欠驱动机器人系统的控制设计和分析: 理论和实验验证

时间： 2018年5月3日，上午10:00-11:30

地点： 计控楼105教室

报告人：忻欣 教授

研究领域： 欠驱动机器人、非线性控制

单位：日本冈山县立大学、东南大学

报告摘要：

欠驱动是机器人和控制领域中使用的技术术语，用于描述独立的控制输入数少于系统自由度的一类机器人系统。步行机器人、体操机器人、柔性臂机器人、潜水艇等都是欠驱动的。欠驱动机器人系统具有高度非线性动态特性，其控制系统的设计和分析是国内外控制和机器人学界的挑战性问题之一。如果能对欠驱动机器人系统建立有效的控制理论，不但能进一步实现机器人系统的轻量化、低成本化、节能化和高耐故障化，而且能有希望创造出具有崭新驱动结构的机械系统。

报告人及其团队对欠驱动机器人系统从理论和实验两方面进行了十多年的深入研究。通过研究欠驱动机器人系统的无源性和揭示其新的物理特性，首次提出能协调控制输入的虚拟合成杆的概念，基此概念在国际上率先解决了多自由度欠驱动机器人的全局摇起控制等多个公认难题，建立了基于能量和虚拟合成杆的欠驱动机器人的非线性控制理论。在此基础上研制欠驱动体操机器人，通过此机器人的实验成功地验证了所提出的非线性控制理论。本报告将介绍以上研究成果以及欠驱动机器人领域的未来研究方向。

个人简介：

忻欣，1987年毕业于中国科学技术大学，获工学学士学位；1991-1993年，作为中日联合培养博士生在日本大阪大学进行研究；1993年毕业于东南大学，获工学博士学位；2000年获日本东京工业大学博士(工学)学位。1993-1995年在东南大学从事博士后研究，1995-1996年为东南大学副教授，1996-1997年为日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）最先端领域技术研究员，1997-2000年为东京工业大学助理教授，2000-2007年为冈山县立大学副教授，2008年至今为冈山县立大学教授。曾任该校计算机和系统工程学院长助理, 现任系统工程系主任、该校国际交流中心副主任。现兼任东南大学讲座教授、上海交通大学客座教授、四川大学客座教授。
    研究领域包括欠驱动机械人系统的非线性控制理论和实验验证、鲁棒控制及其在机器人控制中的应用、复杂系统的建模与控制及在能源系统中的应用。在国际、中国、日本的核心期刊上发表论文86篇，其中在 IEEE Transactions on Automatic Control、IEEE Transactions on Robotics、Automatica 等SCI期刊上发表论文46篇，出版专著6部，包括2014 年1 月由Springer出版的有关欠驱动机器人系统的非线性控制理论和实验验证成果的专著（Control Design and Analysis for Underactuated Robotic Systems）。参加 IEEE 决策与控制会议、国际自控联大会、美国控制会议等国际权威学术会议五十余次，发表国际会议论文99篇，多次担任分会主席。
    1995年获东南大学优秀青年教师奖；因“欠驱动机器人系统的非线性控制理论体系的创立和成功的实验验证”，获得了日本国家科学研究基金项目5项（主持人），以及日本的3个财团的研究基金项目5项（主持人）的资助；因“基于对象零点的降阶控制器的设计理论及其在机器人控制中的应用” 的成果获2004年日本计测与自动控制学会（SICE）控制部门大会奖。2009-2016年间获得过包括IEEE学会和SICE颁发的7项最佳论文奖。曾任日本计测与自动控制学会控制理论委员会委员，现任中国自动化学会控制理论专业委员会委员。现为IEEE Control Systems Letters、日本计测与自动控制学会论文杂志、日本机器人学会论文杂志等杂志的副编。