郭雷院士个人主页

郭雷

中科院国家数学与交叉科学中心主任

中国科学院院士

个人简介

郭雷，1961年生于山东省。1982年毕业于山东大学数学系。1982-1987年在中科院系统科学研究所获硕士、博士学位。1987-1989年在澳大利亚国立大学做博士后。1992年2月被中科院特批为研究员，1999-2002年任中科院系统科学所所长、中科院系统控制重点实验室主任，2003-2012年任中国科学院数学与系统科学研究院院长。2010年至今任中科院国家数学与交叉科学中心主任。

长期从事系统与控制科学研究，特别是自适应与不确定性动态系统的学习、滤波、控制与博弈等，代表性研究成果或方向包括（按时间顺序）：1）在自适应学习领域，首次在“非持续激励”的数据条件下，证明了随机梯度算法收敛性、建立了无穷阶大模型的学习理论、并给出了反馈控制系统阶数的强相容估计；2）在自适应滤波领域，提出了适用于随机信号的“条件激励”概念，建立了几类在实际中广泛应用的最基础的自适应滤波（或自适应信号处理）算法的理论基础，并使该理论对反馈随机系统的应用成为可能；3）在自适应控制领域，解决了著名自校正调节器收敛性、自适应LQ最优控制、自适应跳变系统镇定等理论难题，建立了这类“认知-决策-行动”一体化型反馈迭代智能系统的数学基础。4）针对反馈这一智能系统的关键机制，开启关于反馈机制最大能力与局限的定量研究，发现并证明关于反馈机制应对非线性不确定系统最大能力的几个基本定理与临界常数；5）在系统涌现研究方面，引入随机研究框架，分别在两类典型局部相互作用下，建立了非线性非平衡大群体系统的同步理论；在最一般的“合作条件激励”信号下，建立了分布式自适应估计的理论基础；6）建立在工业中广泛应用的PID算法对非线性不确定性系统控制的理论基础并给出相应参数设计公式，推动先进控制算法在国家重大工程中的应用；7）开启博弈控制系统（GBCS）研究与自适应博弈理论研究，建立典型情况下相应的能控性、镇定性与收敛性理论；8）提出系统学体系结构与系统复杂性定义，推动复杂性科学发展及在相关领域交叉应用。

1998年当选美国电子与电气工程师协会会士（IEEE Fellow），2001年当选中国科学院院士，2002年当选发展中国家科学院（TWAS）院士，2007年当选瑞典皇家工程科学院外籍院士。2007年当选国际自动控制联合会会士（IFAC Fellow），当选理由是“因在随机系统的自适应控制与估计理论、以及反馈的最大能力研究方面所做出的根本性贡献”。2014年被瑞典皇家理工学院授予荣誉博士学位。1993年获国际自动控制联合会世界大会青年作者奖，获奖理由是“因解决了最小二乘自校正调节器的收敛性及收敛速度这一控制理论中长期悬而未决的问题”。2014年他与合作者关于大群体系统同步性文章，被美国工业与应用数学会（SIAM）旗舰刊物SIAM Review作为特选（SIGEST）论文重新刊登并给予奖励表彰。曾获“中国十大杰出青年”（1993），首届国家杰出青年科学基金（1994），中国青年科学家奖（1994），中国科学院自然科学奖（1995），国家自然科学奖（1987，1997），中国青年五四奖章（1999），国际自动控制联合会杰出服务奖（2011），苏步青应用数学奖（2018）等奖励与荣誉称号。特别地，2019年获得IEEE控制系统学会颁发的波德奖（Hendrik W.Bode Lecture Prize），获奖理由是“因对自适应控制、系统辨识、自适应信号处理、随机系统及应用数学领域的根本性和实际性贡献”。多次在控制与数学等领域国际顶级学术会议上作特邀报告，包括先后两次在三年一度的国际自动控制联合会世界大会的大会报告（1999，2014），IEEE决策与控制会议（CDC）的大会报告（2019)，四年一度的国际数学家大会（ICM）的邀请报告（2002）以及国际工业与应用数学大会（ICIAM）的邀请报告(2023）等。

现任中国科学院信息技术科学部主任，中国科学院学术委员会委员，中国科学院学部主席团成员，亚洲控制协会（ACA）主席，《中国大百科全书》（第三版）“系统科学”卷主编，《国家科学评论》副主编，以及系统、控制与数学等领域国内外多份学术杂志编委、副主编或顾问等。曾任国际自动控制联合会理事会成员（Council Member），美国IEEE控制系统学会奖励委员会委员，国际自动控制联合会奖励委员会委员，国际自动控制联合会建模辨识与信号处理委员会主席，第48届IEEE控制与决策大会（CDC）共同主席，第8届国际工业与应用数学大会主席，国务院学位委员会委员、数学学科评议组召集人，国家重点基础研究发展计划（973）专家顾问组成员，中国科学院学术委员会副主任，国家科学技术奖励委员会委员，国家自然科学基金委员会委员，中国工业与应用数学会理事长，中国数学会副理事长，中国自动化学会副理事长，上海系统科学研究院院长等。

目前研究兴趣包括：机器学习理论，自适应系统理论，智能控制系统，博弈控制系统，人机融合系统，复杂系统科学，以及在工程、社会与生命系统中相关问题交叉与应用研究。