开始日期: 2024-12-07
课时安排: 7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习
适合人群
适合年级 (Grade): 大学生及以上
适合专业 (Major): 电子工程、电气工程及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器、控制工程等专业或者希望修读相关专业的学生
学生需要具备微积分，电路分析、信号与系统基础，并会使用MATLAB编程语言
建议选修: 工程系统建模与设计原理
导师介绍
Harrison
牛津大学 University of Oxford终身教授
导师Harrison现任牛津大学工程科学系教授，兼由14名博士生和博士后组成的研究小组组长、哈里斯曼彻斯特学院讲师;曾任麻省理工学院机械工程系客座研究员。担任Science, Nature Communications, PLoS journals, ACS journals, Royal Society Interface, IEEE Transactions等十多种知名学术期刊审稿人，UKRI, NSF, Swiss National Science Foundation等机构奖金评审人。开源Chi.Bio实验自动化平台的创始人和发明人，约100个学术和工业实验室使用(https://chi.bio/)。OxVent(由来自牛津大学和伦敦国王学院的工程师和医生组成的多学科团队)首席技术官兼电子团队负责人。曾在德国知名研究机构DESY担任工程师，致力于下一代粒子加速技术。曾在美国航天局艾姆斯研究中心担任研究科学家，从事南极环境项目以及火星和木卫二的行星任务。曾获得Philip Leverhulme奖(英国国家奖每三年颁发给五名工程师，表彰那些工作已经获得国际认可的早期职业研究人员)、EPSRC新视野奖(开发控制细胞进化的机器人显微镜新技术)等多个奖项。
最近，他因其在工程学、生物技术开发和开源工具创新方面的贡献，荣获RAEng年度青年工程师奖和Sir George Macfarlane Medal 2023，并因其在创建开源生物反应器技术方面的开创性工作，获得牛津大学的早期职业商业影响奖。
任职学校
牛津大学(University of Oxford)，是一所位于英国牛津的世界顶尖公立研究型大学。其与剑桥大学并称为牛剑，是罗素大学集团成员，被誉为“金三角名校”和“G5超级精英大学”。牛津大学是英语世界中最古老的大学，也是世界上现存第二古老的高等教育机构。该校涌现了一批引领时代的科学巨匠，培养了大量开创纪元的艺术大师、国家元首，其中包括28位英国首相及数十位世界各国元首、政商界领袖。牛津大学在数学、物理、医学、法学、商学等多个领域拥有崇高的学术地位及广泛的影响力，被公认为是当今世界最顶尖的高等教育机构之一。截止至2019年3月，牛津大学的校友、教授及研究人员中，共有72位诺贝尔奖得主(世界第九)、3位菲尔兹奖得主(世界第二十)、6位图灵奖得主(世界第九)。牛津大学名列2023QS英国最佳大学排名第2名、2023QS世界大学排名第4名、2022QS英国最佳大学排名第1名、2022QS世界大学排名第2名、2022软科世界大学学术排名第7位。
项目背景
从全球范围看，工业自动控制系统装置制造业是受益于未来发展的新兴方向。工业自动化控制系统拥有提高效率、节能降耗、节省人力成本、促进产业升级的明显效果，未来发展潜力巨大。从国内来看，工业自动化控制系统行业有国家法规政策的大力支持，拥有庞大多元化的市场需求，而且我国工业自动化控制水平与欧美发达国家差距仍十分显著，未来工业自动化率提升空间非常广阔。此外，自动化在信息化与工业化之间发挥着桥梁和纽带作用，面对我国传统工业的落后现状，国家将加大技术改造的步伐，使我国工业技术向多样化、自动化、智能化方向发展。在自动化技术中，离散控制系统因有数字计算机构成的数字校正系统装置，效果比连续式校正装置好，且由软件实现的控制规律易于改变，控制灵活，且可以有效地抑制噪声，提高系统的抗干扰能力，允许采用高灵敏度的控制元件，提高控制系统的控制精度，从而得到了广泛的认可和应用。
项目介绍
本项目主要研究控制自动化和数字技术的原理。通过学习，学生将能够了解离散控制系统相关知识，掌握通信和机器人系统等数字技术中自动控制器的设计和分析方法。具体内容涵盖控制方法论、控制系统的数学分析、控制设计方法、离散控制系统及其前沿应用。为以后学生能够在电气自动化、机电一体化、机器人和数字系统工程等领域深入研究打下坚实的基础。
项目大纲
机器人和控制导论：使用拉普拉斯变换对时域和频域中的反馈控制器进行建模，以及控制性能和稳定性分析 Introduction to robotics and control
离散控制系统简介：用于分析和设计机器人和实验系统离散控制器的财产和z变换的使用 Introduction to discrete control systems
离散控制系统的系统规范和性能：用于机器人动力学分析的状态空间形式的离散控制 System specification and performance of discrete control systems
控制系统的应用：在机器人和其他数字技术中的应用示例 pplication of Control Systems
学术研讨1：教授与各组学生探讨并评估个性化研究课题可行性，帮助学生明晰后续科研思路 Final Project Preparation Session I
学术研讨2：教授将根据各组进度进行个性化指导，确保学生优质的终期课题产出 Final Project Preparation Session II
项目成果展示 Final Presentation
论文指导 Project Deliverables Tutoring
项目收获
7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习 共125课时
项目报告
优秀学员获主导师Reference Letter
EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导(可用于申请)
结业证书
成绩单
