方勇纯

方勇純，南開大學校特聘教授，博士生導師，IEEE 高級會員，中共黨員。1992-1994年在浙大混合班學習，獲混合班優秀畢業證書。2018年1月，入圍2017年度"長江學者獎勵計劃"特聘教授建議人選名單 。

方勇純
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出生	中國
國籍	中國
職業	教授

簡介

所屬部門: 機器人與信息自動化研究所

行政職務:院長

職 稱: 教授

學 歷: 博士

所學專業: 自動控制

研究方向

非線性控制; 機器人視覺控制; 基於原子力顯微鏡的納米操作

個人簡介

南開大學校特聘教授，博士生導師，IEEE 高級會員，中共黨員。1992-1994年在浙大混合班學習，獲混合班優秀畢業證書。1996 年7 月畢業於浙江大學電機系，專業為工業電氣自動化，獲工學學士學位。1999 年4 月畢業於浙江大學工業控制技術研究所，專業為工業過程控制，獲工學碩士學位。2002 年12 月畢業於美國克萊姆森大學(Clemson University)電機系，專業為機器人與非線性控制，獲工學博士學位。2002 年12 月至2003 年11 月在美國康乃爾大學機械與航天工程系(Cornell University)進行博士後研究。2003 年11 月至今，任南開大學信息學院機器人與信息自動化研究所校特聘教授，博士生導師。

主要獎勵

2017年，天津市專利獎金獎(排名第1);

2017年，第七屆吳文俊人工智能自然科學獎一等獎(排名第1)(自然類一等獎僅1項);

2017年，中國自動化學會高等教育教學成果一等獎(排名第1);

2017年，中國自動化學會第三屆青年科學家獎;

2016年，首屆全國高校自動化專業青年教師實驗設備設計"創客大賽"銀獎(排名第1);

2016年，WCICA16最佳應用論文獎，第31屆中國自動化學會青年學術年會最佳論文應用獎;

2016年，團隊入選天津市重點領域創新團隊，團隊負責人;

2016年，中國自動化學會優秀博士學位論文指導教師;

2015年，獲天津市"131"創新型人才團隊資助，團隊帶頭人;

2014年，寶鋼優秀教師獎;

2014年，入選首批天津市中青年科技創新領軍人才;

2013年，天津市自然科學二等獎(排名第1);

2013年，獲得國家傑出青年科學基金資助;

2012年，天津市"131"創新型人才培養工程第一層次;

2011年，天津五四青年獎章;

2010年，第十屆天津青年科技獎;

主持且在研的主要科研項目

智能與自主機器人，國家傑出青年科學基金(61325017，320萬);

面向細胞局部精準置換的自動納米操控方法研究，國家基金重點項目(61633012，直接經費270萬);

多無人飛行器森林火災自主監測與緊急救援系統，天津市基金重點項目(20萬);

迴轉旋臂式船用起重機系統動力學建模與非線性控制，國家自然科學基金(11372144，80萬);

安全高效自動橋式吊車關鍵技術與系統集成，"十二五"國家科技支撐計劃(2013BAF07B03，473萬);

面向生命科學的跨尺度快速AFM系統研製，國家自然科學基金儀器專項(61127006，280萬)。

完成的科研項目

安全高效自動橋式吊車關鍵技術與系統集成，"十二五"國家科技支撐計劃，主持，2013年1月至2015年12月;

面向生命科學的跨尺度快速AFM系統研製，國家自然科學基金科學儀器基礎研究專款，主持，2012年1月至2015年12月;

基於深度辨識技術的移動機器人主動視覺伺服系統，教育部高等學校博士學科點專項科研基金，主持，2010.1至2012.12;

面向生物組織的顯微操作技術與設備，國家863計劃重點項目，主持，2009.10至2011.12;

基於能量分析的欠驅動非線性吊車控制系統設計，國家自然科學基金，主持，2009.1至2011.12。

欠驅動非線性橋式吊車自動控制系統設計，天津市應用基礎及前沿技術研究計劃重點項目，主持，2008.4至2011.3。

複雜環境下移動機器人2.5維智能視覺伺服系統設計，天津市應用基礎及前沿技術研究計劃面上項目，主持，2007.4至2009.9。

高性能非接觸原子力顯微鏡系統設計，國家自然科學基金，主持，2006.1至2008.12。

智能機器人視覺控制系統設計，教育部回國留學人員科研啟動基金，主持。

近年代表性期刊論文

• Nonlinear Hierarchical Control for Unmanned Quadrotor Transportation Systems, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Accepted.

• A Wavelet-based AFM Fast Imaging Method with Self-Tuning Scanning Frequency, IEEE Trans. on Nanotechnology, Accepted.

• Anti-swing Control of Offshore Boom Cranes with Ship Roll Disturbances, IEEE Trans. on Control Systems Technology, Accepted.

• Nonlinear continuous global stabilization control for underactuated RTAC systems: Design, analysis, and experimentation, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Accepted.

• Nonlinear Stabilization Control of Multiple-RTAC Systems Subject to Amplitude-Restricted Actuating Torques Using Only Angular Position Feedback, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Accepted.

• Amplitude-Saturated Nonlinear Output Feedback Antiswing Control for Underactuated Cranes with Double-Pendulum Cargo Dynamics, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Accepted.

• Adaptive Repetitive Learning Control for an Offshore Boom Crane, Automatica,Vol. 82, pp. 21-28, 2017.

• Visual Servoing of Nonholonomic Mobile Robots With Uncalibrated Camera-to-Robot Parameters, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 64, No. 1, pp. 390-400, Jan. 2017.

• Slew/Translation Positioning and Swing Suppression for 4-DOF Tower Cranes with Parametric Uncertainties: Design and Hardware Experimentation, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 63, No. 10, pp. 6407-6418, Oct. 2016.

• Visual Servo Regulation of Wheeled Mobile Robots with an Uncalibrated Onboard Camera, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 21, No. 5, pp. 2330-2342, Oct. 2016.

• A Swing Constraint Guaranteed MPC Algorithm for Underactuated Overhead Crane, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 21, No. 5, pp. 2543-2555, Oct. 2016.

• A Trace and Retrace Scanning Combined Topography Reconstruction Strategy for Fast Scanning Atomic Force Microscopies, IEEE Trans. on Nanotechnology, Vol. 15, No. 1, pp. 29-38, 2016.

• Model-Free Unified Tracking and Regulation Visual Servoing of Wheeled Mobile Robots, IEEE Trans. on Control Systems Technology, Vol. 30, No. 4, pp. 397-406, 2015.

• 3D Model-based Multi-Camera Deployment: A Recursive Convex Optimization Approach, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 20, No. 6, pp. 3157-3169, Dec. 2015.

• Adaptive Nonlinear Crane Control with Load Hoisting/Lowering and Unknown Parameters: Design and Experiments, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 20, No. 5, pp. 2107-2120, 2015.

• A New Antiswing Control Method for Underactuated Cranes with Unmodeled Uncertainties: Theoretical Design and Hardware Experiments, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 62, No. 1, pp. 453-465, Jan. 2015.

• Stacked Multi-layer Self-Organizing Map for Background Modeling, IEEE Trans. on Image Processing, Vol. 24, No. 9, pp. 2841-2850, Sep. 2015.

• Varying-Gain Modeling and Advanced DMPC Control of an AFM System, IEEE Trans. on Nanotechnology, Vol. 14, No. 1, pp. 82-92, Jan. 2015.

• Minimum-time trajectory planning for underactuated overhead crane systems with state and control constraints, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 61, No. 12, pp. 6915-6925, Dec. 2014.

• Nonlinear Tracking Control of Underactuated Cranes with Load Transferring and Lowering: Theory and Experimentation, Automatica, Vol. 50, No. 9, pp. 2350-2357, 2014.

• Dynamics Analysis and Nonlinear Control of an Offshore Boom Crane, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 61, No. 1, pp. 414-427, Jan. 2014.

• Energy Coupling Output Feedback Control of a 4-DOF Underactuated Cranes with Saturated Inputs, Automatica, Vol. 49, No. 5, pp. 1318-1325, May 2013.

• AM-AFM Systems Analysis and Output Feedback Control Design with Sensor Saturation, IEEE Transactions on Nanotechnology, Vo. 12. No. 2, pp. 190-202, Mar. 2013.

• New Energy Analytical Results for the Regulation of Underactuated Overhead Cranes: An End-Effector Motion Based Approach, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 59, No. 12, pp. 4723-4734, 2012.

• A Motion Planning Based Adaptive Control Method for an Overhead Crane System，IEEE Trans. on Control Systems Technology, Vol. 20, No. 1, pp. 241-248, Jan. 2012.

• Adaptive Active Visual Servoing of Nonholonomic Mobile Robots, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 59, No. 1, pp. 486-497, Jan. 2012.

• Motion Estimation Based Visual Servoing of Nonholonomic Mobile Robots, IEEE Trans. on Robotics,Vol. 27, No. 6, pp. 1167-1175, Dec. 2011.

• A Novel Kinematic Coupling Based Trajectory Planning Method for Overhead Cranes, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 17, No. 1, pp. 166-173, Feb. 2012.

• 基於偽譜法的雙擺吊車時間最優消擺軌跡規劃策略，自動化學報，Vol. 42, No. 1, pp. 153-160, 2016。

• 欠驅動慣性輪擺系統全局滑模控制，控制理論與應用，Vol. 33, No. 5, pp. 653-661, 2016。

• 一種基於篩選機制的快速概率占據圖目標定位算法，機器人，2016, 38(1): 17-26。

• 平面四旋翼無人飛行器運送系統的軌跡規劃與跟蹤控制器設計，控制理論與應用，Vol. 32, No. 11, pp. 1430-1438, 2015。

• 原子力顯微鏡系統廣義預測控制與成像，控制理論與應用，Vol. 32, No. 8, pp. 1058-1063, 2015。

• 基於主動偏心輪的全方位移動機器人航位推算與跟蹤控制研究，機器人，Vol. 37, No. 3, pp. 361-368, 2015。

• 欠驅動橋式吊車消擺跟蹤控制，控制理論與應用，Vol. 32, No. 3, pp. 326-333，2015年3月。

• 一種基於切換模型的無人直升機偏航通道系統辨識方法，模式識別與人工智能，Vol. 28, No. 2, pp. 148-154, Feb. 2015。

• 基於2D三焦點張量的移動機器人視覺伺服鎮定控制，自動化學報，Vol. 40，No. 12，pp: 2714-2723，2014年。

• A Direct Swing Constraint-Based Trajectory Planning Method for Underactuated Overhead Cranes, ACTA AUTOMATICA SINICA(自動化學報英文版), Vol.40, No.11, pp. 2414-2419, 2014.

• 含非嚴格重複擾動的抗擾迭代學習控制, 控制理論與應用，Vol. 31, No. 9, pp. 1190-1197，2014。

• 帶有狀態約束的雙擺效應吊車軌跡規劃，控制理論與應用(《關肇直獎》設立20周年獲獎論文作者特邀專刊)，Vol. 31, No. 7，pp. 974-980, Jul. 2014。

• 加速抑制隨機初態誤差影響的迭代學習控制，自動化學報，Vol. 40, No. 7, pp. 1295-1302, 2014。

• 無人直升機航向自抗擾控制，控制理論與應用，Vol. 31, No. 2, pp. 238-243, 2014。

• 基於純旋轉運動的攝像機統一自標定方法，光學學報，Vol. 33, No. 11: 1115003, 2013.11。

• 室外環境下PTZ攝像機全自動標定技術研究與應用,機器人，Vol. 35, No. 4, pp. 385-393, 2013年7月。

講授課程

自動控制原理(本科生課程);

基於李雅普諾夫方法的非線性控制 (研究生課程);機器人視覺控制(研究生課程)

摺疊社會兼職: Associate Editor, ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control

國際電機與電器工程師協會(IEEE)，高級會員。

美國機械工程師協會(ASME)，會員。

《控制理論與應用》，編委。

《系統科學與數學》，編委。

中國自動化學會，理事。

中國圖象圖形學學會，常務理事。

教育部高等學校自動化類教指委，委員。

國家自然科學基金委員會信息科學部專家評審組成員。

國家留學基金評審專家。

講授課程

自動控制原理(本科生課程); 基於李雅普諾夫方法的非線性控制 (研究生課程);機器人視覺控制(研究生課程)

社會兼職

國際電機與電器工程師協會(IEEE)，高級會員。

中國人工智能學會，理事。

天津市圖像圖形學學會，副理事長。

中國自動化學會控制理論專業委員會，委員。

中國自動化學會智能自動化專業委員會，委員。

中國自動化學會青年工作委員會，委員。

國家自然科學基金委員會信息科學部專家評審組成員。

國家留學基金評審專家。

國家高新技術企業認定專家。

國家級雙語教學示範課程建設項目評審專家。