《IEEE Control Systems》:IEEE Technical Committee on Automotive Controls [Technical Activities]
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本文详细介绍了IEEE控制学会下属的汽车控制技术委员会,这个汇聚了学界与业界专家的组织,致力于解决从车辆动力学、智能网联汽车到智能交通、电气化动力总成等一系列前沿控制问题。委员会通过工作小组、特邀会议、新型讲座系列“汽车控制讲座”等多种活动,促进知识交流与产学研合作,推动汽车控制领域的技术发展,以应对迈向碳中和交通与安全高效自动化驾驶的全球挑战。
在当今世界,汽车产业正经历一场由电气化、网联化、智能化和共享化驱动的深刻变革。从追求更优能耗与排放的混合动力、纯电动汽车,到旨在提升安全与效率的自动驾驶技术,再到优化整体交通流量的智能交通系统,一系列复杂挑战的核心都指向了“控制”问题。如何让车辆在不同工况下动态更稳定、更节能?如何确保自动驾驶汽车在复杂交通场景中做出安全可靠的决策与规划?如何统筹管理电动车电池的能量,以延长其寿命并提升续航?这些不仅是工程师在实验室里攻克的课题,更是关系到未来出行方式、环境保护与道路安全的全球性议题。然而,这些挑战往往横跨多个学科,学术界的前沿理论探索与工业界的实际工程需求之间,有时存在一道需要弥合的鸿沟。
在此背景下,IEEE控制学会汽车控制技术委员会应运而生,成为一个至关重要的枢纽。这个由意大利萨莱诺大学Luigi Glielmo教授和美国密歇根大学Jessy W. Grizzle教授于1999年创立的委员会,如今已拥有超过180名成员,其中约70%来自学术界,30%来自工业界。它就像一个“产学研”融合的沙龙,将全球专注于汽车控制难题的研究者和实践者聚集在一起。委员会的使命正是协调各项活动,以深化对汽车系统控制所面临挑战、问题及有效方法的理解,并促进相关信息在学界与业界之间的传播。
为了系统性地应对汽车控制这一广阔领域,技术委员会下设了六个工作小组,每个小组聚焦一个关键方向,其结构清晰地勾勒出当前的研究热点。具体包括:车辆动力学、仿真与控制(WG 1);自动驾驶、网联与协同车辆(WG 2);智能车辆与交通系统(WG 3);电动/混合动力(及其他替代动力)车辆、动力总成与运动控制、优化及能量管理(WG 4);智慧与柔性最后一英里出行、车辆、优化与规划(WG 5);以及用于汽车控制与地面出行系统的大数据与学习(WG 6)。这种组织方式使得委员会能够更精准地规划活动,并与国际自动控制联合会汽车控制技术委员会、美国机械工程师学会动力系统与控制部汽车与交通系统技术委员会等相关组织建立更紧密的联系。
委员会最引人注目的新举措之一是发起了“汽车控制讲座”系列。这是一个旨在连接学界与业界,共同探讨汽车控制领域挑战、最新进展与合作机会的互动论坛。讲座自2025年3月启动,已成功举办多场,主题涵盖自动驾驶和动力总成控制等。例如,首场讲座聚焦自动驾驶,英伟达的Ed Schmerling博士探讨了“人工智能赋能自动驾驶汽车的安全评估与保障”,而西门子数字工业软件的Son Tong博士则分享了“自动驾驶控制系统中的实景仿真与仿真实景”。第二场讲座则与WG 4主席Yan Wang共同组织,俄亥俄州立大学的Qadeer Ahmed教授介绍了“轻度混合动力长途卡车绿色热管理”的研究,通用汽车的Ibrahim Haskara博士则讲解了“电动汽车推进与能量管理中的先进控制与优化技术”。
除了讲座系列,委员会还通过组织大型会议的特邀分会、研讨会来推动学术交流。在2024年IEEE控制学会日上,委员会组织了题为“迈向碳中和交通:从替代动力总成到城市出行解决方案”的分会,邀请了密歇根大学的Anna Stefanopoulou教授、林雪平大学的Lars Eriksson教授以及埃因霍温理工大学的Mauro Salazar教授,就电池健康状态估计、燃料电池卡车控制及城市出行系统等议题发表演讲。委员会还与ASME相关技术委员会保持长期合作,在ACC等会议上组织联合特邀分会。在2024年于意大利米兰举行的IEEE决策与控制会议上,委员会与前主席Mara Tanelli教授共同组织了“自动驾驶中基于优化与学习的运动规划与控制方法”特邀分会,涵盖了自动化车辆运动规划与控制的一系列相关主题。委员会还宣布,将在2025年于巴西里约热内卢举行的CDC会议上组织题为“安全、节能与自动驾驶出行系统的最优与学习控制”的特邀分会。
委员会成员也取得了诸多杰出成就。例如,明尼苏达大学的Rajesh Rajamani教授被任命为IEEE智能交通系统学会的杰出讲师,并获得了美国州公路与运输官员协会的地区高价值研究奖。德克萨斯大学阿灵顿分校的H. Eric Tseng教授被授予2024年本田宗一郎奖章。帕维亚大学的Antonella Ferrara教授当选为欧洲科学院院士。西门子的Son Tong博士则积极投身于连接学界与业界的活动,其联合指导的博士生Pierre Allamaa获得了IFAC NMPC 2024青年作者奖。此外,由委员会成员组织策划的《IEEE控制系统技术汇刊》特刊“交互驱动交通场景中自动驾驶汽车的智能决策、运动规划与控制”已于2025年7月出版。
关键研究方法与技术概述
委员会本身并非进行单一的具体研究项目,而是作为组织和交流平台。其核心“方法”体现在通过结构化的工作小组划分研究领域,以及组织多种形式的学术交流活动。主要“技术”途径包括:1) 建立六个专业工作小组,系统性覆盖从车辆动力学、自动驾驶到智能交通、能源管理等核心方向;2) 创立并运营“汽车控制讲座”系列线上论坛,定期邀请学术界与工业界专家就前沿议题进行报告与深度讨论;3) 在IEEE决策与控制会议、美国控制会议等顶级学术会议上组织或联合组织特邀分会与研讨会,展示最新研究成果;4) 与其他国际专业组织(如IFAC、ASME下属委员会)建立联络,开展跨学科合作;5) 通过委员会通讯、LinkedIn小组及邮件列表,持续在成员间传播会议征文、职位招聘及资助信息,促进信息流动。
委员会的组织结构与使命
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成立与目标:该委员会由Luigi Glielmo教授和Jessy W. Grizzle教授创立,于1999年正式获批。其核心目标是汇聚学术界与工业界的力量,共同应对汽车控制领域的挑战,并通过组织会议、讲座、工作小组等活动,促进知识交流与产学研合作。
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成员构成:委员会拥有超过180名成员,其中约70%来自学术界,30%来自工业界,这种构成确保了理论与实践的紧密结合。
工作小组的划分与职责
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系统化架构:为应对汽车控制的广泛领域,委员会下设六个工作小组。这些小组分别专注于:车辆动力学、仿真与控制;自动驾驶、网联与协同车辆;智能车辆与交通系统;电动/混合动力车辆、动力总成与运动控制、优化及能量管理;智慧最后一英里出行;以及大数据与学习在汽车控制中的应用。这种划分使委员会能够更聚焦地开展活动。
“汽车控制讲座”系列的活动与影响
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论坛启动:ACT是一个连接学界与业界的新讲座系列与互动论坛,旨在讨论挑战、进展与合作机会。会议通常时长为60分钟,包含一至两位演讲者。
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已举办会议:
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首场会议:于2025年3月11日举行,聚焦自动驾驶。Nvidia的Ed Schmerling博士报告了AI赋能自动驾驶汽车的安全评估与保障,西门子的Son Tong博士报告了自动驾驶控制系统中的实景仿真与仿真实景挑战。
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第二场会议:于2025年5月27日举行,主题为动力总成控制。俄亥俄州立大学的Qadeer Ahmed教授介绍了轻度混合动力长途卡车的“绿色热管理”研究,通用汽车的Ibrahim Haskara博士介绍了电动汽车推进与能量管理中的先进控制与优化技术。
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未来计划:讲座计划每季度举办一次,并鼓励工作小组负责人和成员积极推荐新演讲者和主题,未来可能增加举办频率。
其他重要的委员会活动与成就
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会议组织:
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在2024年IEEE控制学会日上组织了关于碳中和交通的分会。
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与美国机械工程师学会的相关技术委员会长期合作,在ACC会议上组织联合分会,拓展了议题范围。
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在2024年IEEE决策与控制会议上组织了关于自动驾驶中优化与学习方法的特邀分会。
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宣布将在2025年IEEE决策与控制会议上组织关于安全、节能与自动驾驶出行系统的最优与学习控制特邀分会。
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成员荣誉:委员会成员获得了多项重要荣誉,包括Rajesh Rajamani教授被任命为IEEE智能交通系统学会杰出讲师并获得AASHTO研究奖,H. Eric Tseng教授获得本田宗一郎奖章,Antonella Ferrara教授当选欧洲科学院院士,以及Son Tong博士的博士生获得IFAC NMPC 2024青年作者奖。
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学术出版:由委员会成员组织的《IEEE控制系统技术汇刊》特刊“交互驱动交通场景中自动驾驶汽车的智能决策、运动规划与控制”已于2025年7月出版。
如何参与委员会
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加入方式:任何IEEE控制学会成员均可申请加入,学生会员尤其受欢迎。感兴趣者可通过电子邮件联系委员会主席Alexander Katriniok申请加入邮件列表,以获取活动、会议、征文及工作职位等信息。
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获取信息:非会员也可从委员会的特邀分会、研讨会及ACT讲座等活动中受益。最新信息可通过委员会官方网站或LinkedIn小组获取。
结论与意义
IEEE控制学会汽车控制技术委员会作为一个活跃的学术共同体,在推动全球汽车控制技术发展方面扮演着不可或缺的角色。它通过精细化的工作小组架构,系统性地覆盖了从基础车辆控制到前沿智能出行系统的全链条研究领域。委员会成功搭建了“汽车控制讲座”等一系列高质量的交流平台,不仅有效弥合了学术界前沿理论研究与工业界实际工程应用之间的鸿沟,还促进了跨学科、跨机构的深度合作。其成员在各自领域取得的卓越成就,以及委员会在顶级会议和国际期刊上组织的系列活动与特刊,共同证明了该组织在引领研究方向、传播创新知识、培养下一代人才方面的强大影响力。面对汽车产业向电动化、智能化、网联化加速转型的时代浪潮,这样一个汇聚了全球顶尖智慧的平台,将持续为攻克下一代汽车控制的核心难题、塑造未来安全、高效、可持续的出行模式提供关键的思想源泉与合作网络。