央廣網(wǎng)天津10月20日消息（記者陳慶濱 通訊員喬仁銘）“橋式吊車”是一種十分常見的裝配運(yùn)輸工具,，作為一類典型的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng),，在港口,、倉(cāng)庫(kù),、建筑工地等場(chǎng)所得到了廣泛應(yīng)用?！皹蚴降踯嚒币话闶峭ㄟ^有經(jīng)驗(yàn)的工人來操縱吊車,，由于缺乏高性能吊車自動(dòng)控制方法,，常規(guī)人工操作方式體現(xiàn)出許多不足之處,，最突出的就是安全隱患。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),，由于吊車事故,，美國(guó)年均死亡200人左右。

近日,，2017年度第七屆吳文俊人工智能科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審結(jié)果公布,，南開大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院教師方勇純、孫寧,、張雪波作為完成人的研究成果“一類欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃與跟蹤控制”,，榮獲第七屆吳文俊人工智能自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（唯一的一等獎(jiǎng)），該研究成果在“橋式吊車”研究領(lǐng)域取得重大突破,，對(duì)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),、節(jié)能減排、降低人力成本等方面將產(chǎn)生重要影響,。

對(duì)于“橋式吊車”這種復(fù)雜的欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng),，如何對(duì)其實(shí)現(xiàn)高性能控制是當(dāng)前困擾機(jī)器人與控制界的一個(gè)難題，亟待設(shè)計(jì)高效自動(dòng)消擺定位控制方法來部分代替人工操作,，減少人力勞動(dòng),，提高系統(tǒng)的工作效率與安全性能，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,。盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究,，但一些開放性難點(diǎn)，如防擺軌跡規(guī)劃,、基于能量的控制方法,、輸出反饋控制、伴隨負(fù)載升降運(yùn)動(dòng)的防擺定位控制,、考慮未建模動(dòng)態(tài)與外界擾動(dòng)的魯棒控制等實(shí)際問題,，仍未得到有效解決,。

針對(duì)難題，方勇純,、孫寧,、張雪波與科研團(tuán)隊(duì)成員提出了基于能量分析的高性能消擺定位控制方法、可高效抑制負(fù)載擺動(dòng)的軌跡規(guī)劃方法,、適用于特殊工況的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高性能控制方法等先進(jìn)控制技術(shù),，來擊破壁壘。

對(duì)于基于能量分析的高性能消擺定位控制方法,，針對(duì)系統(tǒng)的欠驅(qū)動(dòng)特性,，團(tuán)隊(duì)首次引入基于能量分析的思想來解決“橋式吊車”等欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的控制問題，其核心思想在于深入分析系統(tǒng)的能量分布,，在此基礎(chǔ)上,，通過提高驅(qū)動(dòng)與非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)之間的耦合關(guān)系來實(shí)現(xiàn)非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的高性能控制?；谶@一核心思想,，團(tuán)隊(duì)先后提出了若干種適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的先進(jìn)控制策略，并取得了非常好的控制性能,。