Výzkum

Publikoval jsme už přes 300 prací, z toho 62 článků mezinárodních impaktovaných časopisech. Asi třetina z nich vyšla ve dvou opravdu nejuznávanějších časopsiech oboru: IEEE Transactions on Automatic Control (18) a Automatica (6); 
Web of Science: 664 citací; h-index 14; 110 článků, 62 v časopisech; z toho podle IF: D1 26, Q1 37; Q2 8; Q3 2;
InCites: h-index v první tisícině na světě v oboru;
Scopus: 130 dokumentů; 672 citací; h-index 13;
Google Scholar: článků 285; citací 2288; h-index 23, i10-index 58;
IIS VaVaI 2.0 RIV: 235 výsledků;

Tady jsou vybrané publikace → , tady všechny publikace →   a tady grafy, tabulky a další scientometrické legrácky.

Dále najdete hlavní výzkumná témata, kterými jsem se zabýval, zabývám a také nejdůležitější výsledky. Odkazy v nadpisech a také v mozaice vedle/dole vás přivedou na stránky s dalšími podrobnostmi, 

Sítě systémů a systémy sítí
Distribuované a kolaborativní řízení, dynamické sítě s obecným grafem, inteligentní struktury, energetické sítě, sociální sítě, synchronizace a konsensus, apod.

Vytvořili jsme nové metody pro synchronizaci sítě pomocí distribuované výstupní zpětné vazby pro homogení agenty lineární, nelineární a s dopravním zpožděním. Pak se nám je podařilo rozšířit i na heterogenní agenty, adaptivní řízení a využítí distribuovaných pozorovatelů. Teoretické výsledky jsme úspěšně aplikovali na úlohy distribuované potlačení vybrací upnutého nosníku, což je první a velmi zjednodušený krok k potenciálním významných aplikacím v automobilovém průmyslu. Tady jsme přímo spolupracovali s firmou Siemens Industry Software v belgickém Leuwen.

Formace, konvoje, hejna​ a roje
Konvoje aut bez řidičů, formace autonomních robotů, hejna bezpilotních letadel a satelitů; automatické dálniční systémy; nové stavové, polynomiální a vlnové metody; strategie distribuovaného řízení; metody návrhu lokálních regulátorů a komunikace, škálování, ......

Nejprve jsme vyzkoušeli polynomiální přístup pomocí nové kombinace Laplaceovy (v čase) a Z (v prostoru) transformace. Přestože její použití potvrdilo mnohé známé výsledky, zatím nic vyloženě nového nepřineslo. Plodnější se ukázalo využít klasické teorie matic a laplaciánů  a zkoumání vlivu vlastních čísel na stabilitu a další vlastnosti kolony. Jejich pomocí se podařilo prostudovat různé řídicí strategie a objevit překvapivé souvislosti stability s vlastními čísly laplaciánů. Paralelně s tím se nám podařilo rozvinout a mnohdy dotáhnou netradiční vlnový přístup, který studuje pohyb prostorových vln kolonou a umožnuje navrhovat různé typy absorbérů a tlumičů těchto vln., které velmi vylepší přechodové chování kolony. Důkladná a přesná analýza škálování problémů s rostoucím počtem aut v koloně ukázala zásadní spojitost s počtem integrátorů v individuálních modelech. Z výsledků to vypadá, že bohužel čistým řízením – tedy bez komunikace mezi vozidly – nelze přijatelného chování kolony dosáhnout. Vše je ale jinak, jakmile umožníme vedoucímu vozidlu sdělit ostatním své zamýšlené chování, např. formou informace o akčních zásazích (zrychluji, brzdím atp.) Ostatně i existující úspěšné realizace ukazují, že právě efektivní a spolehlivá komunikace mezi vozidly - v2v – je klíčová.

Prediktivní řízení budov
HVAC, MPC, identifikace málo vybuzených systémů, lineární a nelineární prediktivní řízení, testování a aplikace na konkrétních budovách v Praze, Mnichově a Leuven.

V průběhu let nejrůznější výsledky z teorie prediktivního řízení a jeho aplikací pro řízení budov. Např. různé strategie a nové algoritmy pro jejich řešení. Optimalizace přímo ekonomických ukazatelů. Porovnání možností lineárních a nelineárních přístupů. Průběžná identifikace a modelování pro prediktivní řízení. A samozřejmě ověření všech nových metod na praktickém řízení konkrétních budov v ČR, USA a Belgii.​

Lineární maticové nerovnosti a jejich využití v řízení
Robustní stabilita a stabilizace, positivní polynomy, elipsoidní aproximace, polytopy, konvexní optimalizace a programování,  ...

Lineární maticová nerovnost – LMI – je nerovnost obsahující dané matice a neznámé skaláry nebo matice, která je v neznámých lineární a nerovnost tu znamená (semi)definitnost matic. Jejich využitím bylo dosaženo velkého pokroku v teorii systémů a řízení, také díky naší skupině, a dnes se úspěšně využívají třeba k návrhu robustních řídicích systémů. Můj bývalý doktorand a nyní profesor Didier Henrion se jim nadále věnuje a patří mezi světové hvězdy v této oblasti. Nám se podařilo pomocí LMI vyřešit důležité úlohy analýzy (testování stability různých typů pro polynomiální matice, 2-D polynomiální matice a polytopy matic) i návrhu řídicích systémů (aproximace složitých oblastí stability pomocí elipsoidů, robustní stabilizace regulátorem daného řádu, apod.)

Robustní řízení pro nestrukturované neurčitosti
H-nekonečno, H-2, l-1, spektrální faktorizace (teorie, algoritmy, průlomové výsledky)

Dosáhli jsme širokého spektra výsledků od teoretických (teorie kvadratických maticových rovnic, či využití méně obvyklé normy l-1), přes nové a mnohdy první výpočetní (algoritmy pro J-spektrální faktorizaci, využití LMI) až po aplikační (návrh řízení pro veliký dalekohled VLT provozovaný ESO v poušti Atacama v Chile a či řízení gyroskopu.

​​Robustní řízení pro parametrické neurčitosti
Analýza a návrh; efektivní testy robustní stability pro parametrické polynomiální matice; praktické programy pro testování robustní stability polynomů s parametrickými neurčitostmi různých typů.

Numerické algoritmy pro polynomiální metody
První spolehlivé metody - tzv. 2. generace -a první robustní a současně rychlé postupy pomocí FTT a LMI - tzv. 3. generace

Software pro polynomy, polynomiální matice a jejich aplikace v systémech, signálech a řízení
Matlab, MathML and Mathematica tools, Polynomial Toolbox for Matlab

2-D a n-D polynomiální rovnice
Teorie a první algoritmy

Teorie a řízení 2-D a n-D systémů polynomiálními metodami
Přiřazení pólů, stabilizace, přizpůsobení modelu, H-nekonečno a další úlohy

Systémy s dopravním zpožděním a repetitivní systémy

Polynomiální metody teorie a řízení lineárních systémů
Otimální sledování, přizpůsobení modelu, řízení v konečném počtu kroků a další úlohy pro MIMO soustavy.

 

Průmyslový výzkum a vývoj  katedry řídicí techniky

Jako  vedoucí katedry koordinuji smluvní výzkum katedry pro průmyslové firmy a zodpovídám za něj. V průběhu let jsme pro firmy dělali mnoho různých věcí a smluvní výzkum se stal významným finančním zdrojem katedry. Zde uvedu jen pár nejdůležitějších témat, snad se ostatní kolegové neurazí.