西北工業大學航海學院兵器科學與技術研究生導師：高劍

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西北工業大學航海學院兵器科學與技術研究生導師高劍介紹如下：

基本信息 The basic information

姓名: 高劍

學院: 航海學院

學歷: 博士研究生畢業

學位: 博士

職稱：教授

學科: 兵器科學與技術

工作經歷 Work Experience

高劍，男，1979年生，教授，博士生導師，2007年畢業于西北工業大學控制理論與控制工程專業，獲博士學位。2007年12月至2010年4月，任西北工業大學航海學院講師，2010年5月至2019年6月，任西北工業大學航海學院副教授，碩士生導師，2018年6月至今任博士生導師，2019年7月至今，任西北工業大學航海學院教授。2014年3月至2015年3月，加拿大維多利亞大學訪問學者。

教育經歷 Education Experience

1997至2001年，西北工業大學，自動化專業本科

2001年至2007年，西北工業大學，控制理論與控制工程專業博士

教育教學 Education And Teaching

講授本科生課程《無人水下航行器自動控制系統》

研究生課程《水下航行器制導技術》、《無人海洋航行器控制軟件設計與實踐》

指導研究生3人獲研究生國家獎學金

指導研究生獲西北工業大學校級優秀碩士學位論文2篇

作為指導教師獲全國海洋航行器設計大賽一等獎2項

招生信息 Admission Information

碩士招生專業：控制科學與工程（學術型）， 兵器科學與技術（學術型），控制工程（專業型），船舶與海洋工程（專業型） 

博士招生專業：兵器科學與技術

歡迎具有良好理論基礎（數學、自動控制等）、英文基礎和編程基礎（C/C++、MATLAB），對水下機器人和視覺控制有興趣的同學報考。

榮譽獲獎 Awards Information

2009年獲國防科技進步二等獎（排名第1）

2009年獲西北工業大學教學成果二等獎 （排名第2）

2012年獲國防科技進步一等獎（排名第12）

2016年獲國防科技創新團隊獎（排名第12）

2018年獲國防科技進步二等獎（排名第2）

2019年獲西北工業大學教學成果二等獎（排名第1）

科學研究 Scientific Research

主持項目

一、國家自然科學基金

(1) 水下航行器自主回收導引與控制技術研究（2010-2012）

(2) 基于視覺伺服的AUV自主對接建模與非線性控制研究（2013-2016）

(3) 面向自主作業的水下航行器-機械手系統視覺伺服協調控制研究（2020-2023）

二、國家級縱向項目

(1) 協同關鍵技術（2018-2019）

三、陜西省自然科學基礎研究計劃

基于模型預測的水下航行器視覺伺服控制研究（2018-2019）

四、國家級重點實驗室基金

高空滑翔UUV自適應神經網絡控制技術（2017-2018）

參與多項國家863計劃、國防基礎科研、預研等重大項目，完成多臺水下航行器的控制算法設計和控制軟件開發，以及湖海實驗。

目前的主要研究方向：水下航行器非線性運動控制、水下航行器-機械手系統自主作業控制、視覺伺服控制、移動機器人控制、嵌入式軟件開發與測試、分布式控制系統設計、智能控制、視景仿真等。

學術成果 Academic Achievements

專著和教材

高劍 著. 無人水下航行器自適應非線性控制技術，西北工業大學出版社，2016.3

高劍，張福斌 編著.  無人水下航行器控制系統，西北工業大學出版社，2018.11

期刊論文

[1]Jian Gao, Guangjie Zhang, Puguo Wu, Xinyuan Zhao, Tonghao Wang, Weisheng Yan. Model predictive visual servoing of fully-actuated underwater vehicles with a sliding mode disturbance observer. IEEE Access, vol. 7, pp. 25516-25526, 2019.

[2]Changxin Liu, Jian Gao, Huiping Li, Demin Xu. Aperiodic Robust Model Predictive Control for Constrained Continuous-Time Nonlinear Systems: An Event-Triggered Approach. IEEE Transactions on Cybernetics, vol. 48, no. 5, pp. 1397-1405, 2018.

[3]Guangjie Zhang, Weisheng Yan, Jian Gao, Changxin Liu. High-gain observer-based model predictive control for cross tracking of underactuated autonomous Underwater Vehicles: A comparative study. Indian Journal of Geo Marine Sciences, Vol. 46 (12), December 2017, pp. 2444-2451,

[4]Jian Gao, Xuman An, Alison Proctor, Colin Bradley. Sliding mode adaptive neural network control for hybrid visual servoing of underwater vehicles. Ocean Engineering, 2017, 142, pp 666–675.

[5]Jian Gao, Puguo Wu, Tianrui Li, Alison Proctor. Optimization-based model reference adaptive control for dynamic positioning of a fully actuated underwater vehicle. Nonlinear Dynamics, (2017) 87(4): 2611–2623.

[6]Jian Gao, Puguo Wu, Bo Yang, Fei Xia. Adaptive neural network control for visual servoing of underwater vehicles with pose estimation. Journal of Marine Science and Technology, 2017, Volume 22, Issue 3, pp 470–478.

[7]Liu, Changxin; Gao, Jian; Xu, Demin. Lyapunov-based Model Predictive Control for Tracking of Nonholonomic Mobile Robots under Input Constraints. International Journal of Control Automation and Systems, 15(5): 2313-2319, 2017.

[8]高劍，吳普國，嚴衛生，張福斌. 便攜式AUV分布式控制系統開發與試驗. 控制工程， 24(2): 315-320，2017

[9]J. Gao, A. Proctor, Y. Shi, and C. Bradley. Hierarchical model predictive image-based visual servoing of underwater vehicles with adaptive neural network dynamic control. IEEE Transactions on Cybernetics, vol. 46, no. 10, pp. 2323-2334, 2016.

[10]J. Gao, A. Proctor, and C. Bradley, Adaptive Neural network visual servoing control for Dynamic positioning of underwater vehicles. Neurocomputing, vol. 167, pp. 604-613, 2015.

[11]  Gao, Jian; Liu, Changxin; Proctor, Alison. Nonlinear model predictive dynamic positioning control of an underwater vehicle with an onboard USBL system. Journal of Marine Science and Technology (Japan), vol. 21, no. 1, pp. 57-69, 2016.

[12]  Gao Jian, Liu Changxin. Nonlinear Adaptive Path Following Control for an Autonomous Surface Vehicle without Velocities Measurement. Indian Journal of Geo-Marine Sciences, vol. 44, no. 11, pp. 1669-1677. 2015.

[13]  高劍，劉昌鑫. 基于應答器位置測量的AUV非線性模型預測對接控制[J]. 西北工業大學學報, 2015, 33(5): 860-866.

[14]  高劍,劉昌鑫,李勇強.基于人工勢場的潛艇搭載AUV回收路徑規劃[J].火力與指揮控制,2015,07:4-7.

會議論文

[1]Jian Gao, Guangjie Zhang, Puguo Wu and Weisheng Yan. Disturbance Observer-Based Model Predictive Visual Servo Control of Underwater Vehicles. MTS/IEEE OCEANS Kobe Techno-Oceans (OTO), Kobe, Japan, 2018.

[2]Yingxiang Wang, Weisheng Yan, Jian Gao and Hong Yue. Neural Network-Based Visual Positioning Control of Unmanned Underwater Vehicles with Thruster Time Delay. MTS/IEEE OCEANS Kobe Techno-Oceans (OTO), Kobe, Japan, 2018.

[3]Lijun Zhang, Jian Gao and Weisheng Yan. Visual Servo Control for an Underwater Free-Floating Manipulator with Base Motion Compensation. MTS/IEEE OCEANS Kobe Techno-Oceans (OTO), Kobe, Japan, 2018.

[4]Changxin Liu, Jian Gao, Huiping Li and Demin Xu. Robust self-triggered min-max model predictive control for linear discrete-time systems. 36th Chinese Control Conference (CCC), Dalian, 2017, pp. 4512-4516.

[5]Changxin Liu, Jian Gao, Guangjie Zhang and Demin Xu. Robust event-triggered model predictive control for straight-line trajectory tracking of underactuated underwater vehicles. OCEANS-Aberdeen, 2017.

[6]Bo Jin, Jian Gao and Weisheng Yan. Pseudo control hedging-based adaptive neural network attitude control of underwater gliders. OCEANS-Aberdeen 2017.

[7]Jian Gao, Tianrui Li, Puguo Wu, Lichuan Zhang, Weisheng Yan. A Hybrid Approach for Visual Servo Control of Underwater Vehicles. Proceedings of the MTS/IEEE Oceans, 2016.

[8]Jian Gao, Changxin Liu, Yingxiang Wang. Backstepping adaptive docking control for a full-actuated autonomous underwater vehicle with onboard USBL system. Oceans - St. John's, OCEANS 2014.

團隊信息 Team Information

西北工業大學自主水下航行器國防科技創新團隊

水下信息與控制國家級重點實驗室

無人水下運載技術工信部重點實驗室