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刘凯
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副教授   硕士生导师

性别: 男

毕业院校: 哈尔滨工业大学

学位: 博士

在职信息:在职

所在单位: 航空航天学院

学科: 飞行器设计 导航、制导与控制

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个人简介

刘凯,工学博士,大连理工大学航空航天学院副教授,院长助理。2013年毕业于哈尔滨工业大学航天学院导航、制导与控制专业,期间于2009-2011年赴Purdue University 电气工程系进行了联合培养博士研究。毕业后进入中国航天第三研究院三〇一研究所工作,担任飞行器制导控制工程师,参与某飞行器控制系统总体方案设计及关键技术研究工作,工作期间历任控制专业组副组长、某飞行器控制系统副主任设计师,2015年被评定为高级工程师(副高)。2017年加入大连理工大学航空航天学院,担任副教授/研究生导师,主要研究方向包括高超声速飞行器导航、制导与控制技术、飞行器智能制导控制技术、智能攻防博弈与机动突防技术、基于机器学习的飞行器自主决策技术、缩比试验飞行器飞控系统研发等,主持和参与包括国家重大专项基础研究项目、国家自然科学基金、军委科技委、民用航天预研、火箭军预研、空军专用技术、航天一院、航天三院等国防科研项目。担任第一届/第二届/第三届临近空间与空天飞行器控制技术研讨会副主席,Aerospace Science and Technology、International Journal of Control, Automation, and Systems、Asian Journal of Control、 航空学报、宇航学报、系统工程与电子技术、战术导弹技术等期刊审稿人。


工作和学习经历

2017.02-至今     大连理工大学航空航天学院       院长助理/副教授

2013.03-2017.02   中国航天三院三〇一所  飞控高级工程师/副主任设计师   

2007.09-2013.03   哈尔滨工业大学导航制导与控制         工学博士   

2009.09-2011.09   美国普渡大学电气工程(EE)        联合培养博士

2013.09-2007.07   吉林大学信息与计算科学             理学学士   


指导学生研究方向

重点解决下一代高超声速飞行器相关智能自主决策、飞行轨迹优化、智能制导、自适应稳定控制等关键问题,通过开展理论研究、算法研究、试验飞行器设计等工作,培养学生发现问题、解决问题、验证问题的研究能力,指导老师在自己指导的同时,将为每位学生通过短期培训的方式提供向航天企业工程师、国内外知名高校教师深入学习和交流的机会,为后续工作和继续深造奠定基础,主要方向包括:

1.高超声速飞行器导航、制导与控制技术(瞄准下一代可重复使用高超声速飞行器,开展水平起降高超声速飞机/空天飞行器飞行轨迹优化、自主起降控制、吸气式组合动力爬升制导、再入制导、直接力气动力复合控制技术等)

2.飞行器智能制导控制技术(基于离线学习和在线修正的飞行器自主决策与任务重构技术、基于深度学习的飞控系统故障模型诊断及控制重构、跨大气层智能自主自适应制导技术等)

3.导弹智能攻防博弈与机动突防技术(基于智能博弈的高超导弹机动突防技术、基于深度学习的弹道预报与拦截制导技术、多智能体协同拦截与突防技术、复杂战场环境下的导弹攻防对抗仿真技术等)

4.缩比试验飞行器飞控系统研发(面向高超声速飞机,开展缩比试验飞行器飞控系统设备方案设计及集成、完成飞行控制律设计及测试、完成自主起降飞行试验。)


欢迎航空宇航科学与技术、控制、测控、电气、力学及数学等专业同学加入,毕业后将积极帮助推荐到航天院所工作或出国深造。


持和参与科研项目 

1. (主持)XX宽域飞行器动力学建模与特性分析 国家重大专项基础研究子课题2015-2016

2. (主持)XX飞行器二子级上升及再入制导方法研究 国家重大专项基础研究子课题 2019-2020

3. (主持)基于分段覆盖的非线性控制设计及其在高超声速飞行器中的应用 国家自然科学基金2017-2019

4. (主持)XX导弹全程弹道优化及突防技术 火箭军十三五研究项目 2019-2020

5. (主持)XX飞行器动态博弈仿真模型研究 航天一院战略火箭创新中心2018-2019  

6. (主持)基于威胁感知的XX导弹主动机动突防概念研究 航天三院创新基金2017-2018

7. (主持)高超声速飞行器宽域飞行控制技术 中央基本科研业务费项目2017-2018

8. (主持)基于XX飞行器概念方案的制导控制设计及虚拟显示研究 航天三院三〇一所2018-2019

9. (主持)XX飞行器高可靠自主起降制导控制技术研究 航天三院三〇一所2019-2020

10. (主持)电磁弹射XX飞行器飞行轨迹及控制设计研究 北京空天技术研究所2019-2020

11. (参与)XXXX颤振问题研究 军委科技委XX重点项目 2019-2024

12. (参与)XXXX飞行器方案设计 火箭军某背景项目 2016-2017

13. (参与)XXXX飞行器方案研究 火箭军十三五预研项目 2015-2016

14. (参与) XX重复使用运载器一级方案 国防科工局民用航天项目 2016-2017

15. (参与)可重复使用XX飞行器方案研究 空军十三五预先研究项目 2016-2017

16. (参与)两级入轨XX飞行器方案研究 空军十二五预先研究项目 2013-2015

17. (参与)新一代多用途XX往返飞行器方案研究 921载人航天课题 2013-2015

18. (参与)小规模XX演示验证飞行器方案设计 航天科工集团自主创新项目2014-2016

19. (参与)某飞翼布局无人机气动伺服弹性分析 北京海鹰无人机研究所2017-2018

20. (参与)某圆锥外形飞行器气弹分析 航天一院10所 2017-2018


获奖情况

1. 大连理工大学2018年度考核优秀

2. 大连理工大学运载学部2018年度党支部书记优良奖

3. 入选航天三院“飞航英才接力计划”

4. 航天三院301所优秀青年

5. 航天三院301所2016年度专项推动奖

6. 航天三院301所2013年度考核优秀员工

7. 航天三院301所2014年度考核优秀员工

8. 航天三院301所2015年度考核优秀员工

9. 航天三院301所2015年度质量信得过职工

10. 航天三院301所2014年度国际交流先进个人

11. 航天三院301所2015年度国际交流先进个人

12. 航天三院301所2014年度核心能力建设先进个人

13. 航天三院301所2015年度核心能力建设先进个人

14. 航天科工集团优秀预研创新团队 (2014)

15. 航天三院十二五预先研究先进集体 (2015)

16. 航天三院成本工程奖 (2016)


代表性文章

1. K Liu, J Hu,WZhou and J Liu A Piecewise Envelope Approach to Hinf Control of Nonlinear Systems[J],Asian Journal of Control,2018,20(5):1881-1890 SCI检索号000445600400016

2. H Zhang, K Liu* S. Zhang H Qiao and B Qiu,Improved Adaptive Hinf Controller Synthesis of Piecewise-Affine Systems, Asian Journal of Control[J], Asian Journal of Control, Vol 19(6):2232-2239 ,2017,SCI检索号000415133100031 

3. L wang, Y Yao, F He and K Liu, A novel cooperative mid-course guidance scheme for multiple intercepting missiles, CHINESE JOURNAL OF AERONAUTICS[J], 2017 30(3): 1140 -1153, SCI 检索号000405137300025

4. L Wang, Y Yao, F He and K Liu. A Mid-course Doctrine for Multiple Flight Vehicles Cooperative Interception[C]. IEEE Chinese Guidance Navigation and Control Conference, Nanjing, China, 2016, pp.252-257. EI 检索号: 20171103450305

5. K Liu, W She, J Zhang and Z She, "Adaptive H_infinity controller synthesis of piecewise linear systems with application to flight control," 2016 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference, Nanjing, 2016, pp. 1582-1586. EI检索20171103450035

6. H Shen, K Liu, B, Chen, Y Liu and Yuping Lu, Guardian maps based switching tracking control of large envelope hypersonic vehicles, IEEE CHINESE GUIDANCE, NAVIGATION AND CONTROL CONFERENCE, 2016, pp 10657-10661 ,Nanjing, China, EI 检索号20163802827578

7. J Zhou, L Meng , KLiuand W She A feasibility study on a single stage to orbit space launch vehicle with conceptual Air-breathing engines, 66th International Astronautical Congress 2015.pp. 8873-8894 Accession number: 20164302928031

8. J. Liu, H. Zhang, K. Liu and W. She, "State-space construction for scalar continuous-time transfer function via Nerode equivalence," 2016 35th Chinese Control Conference (CCC), Chengdu, 2016, pp. 159-164 EI检索号 20163802829038

9. J Zhou, Y Xiao, KLiuand W She Preliminary Analysis for a Two-Stage-To-Orbit Reusable Launch Vehicle, 20th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference, 2015, 10.2514/6.2015-3536 EI检索号: 20154801613564

10. K. Liu,J. Hu, Y. Yao, B. Yang and X. Huo, Stability Analysis of Discrete Time Piecewise Linear Systems: A Generating Function Approach, International Journal of Control, Automation, and Systems[J], Vol. 12, No. 5, pp.1005-1010, 2014, SCI: 000341491600011

11. Y. Yao, K. Liu*, V. Balakrishnan, W. She and J. Zhang. “Robust exponential stability analysis of uncertain discrete time-varying linear systems”, Asian Journal of Control[J], Vol 16, No. 6, pp1820-1828, 2014, SCI:000344406500023

12. Y Guo , Y Yao. S Wang, K Ma, K Liu and J Guo, Input-output finite-time stabilization of linear systems with finite-time boundedness, ISA TRANSACTIONS[J], 53(4):977-982, 2014.7 SCI检索号 WOS:000341220200016

13. F. He, L. Wang, Y. Yao, and K. Liu. A Finite-time Gain Measure Approach of Linear Time-varying Systems: Analysis and Design. Proceedings of the American Control Conference, Portland, USA, 2014: 5168–5173. EI 检索号:20143318067125

14. K. Liu, W. She and J. Guo, Stability and performance analysis of linear time-varying systems with application to the international space station, IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference (CGNCC), 2293-2298, 2014, Yantai, China. EI:20150700517607

15. 佘文学, 刘凯,刘晶. 空天飞行器制导控制技术发展思考[J].战术导弹技术,2017(04):1-10. 核心收录

16. 王长青,佘文学,史晓丽,刘凯.空天飞行器制导控制技术展望[J].战术导弹技术,2016(06):1-7 核心收录

17. 刘凯 肖玉婷 张建宏 佘文学 组合动力XX飞行器上升制导方法研究  XX重大工程技术研讨会 2015.3 四川绵阳 优秀论文奖

18. 杨新茗 刘晶 刘凯* 高超声速飞行器能量管理段轨迹设计方法研究 第三届中国临近空间与空天飞行器控制技术研讨会 辽宁大连 2018.5 优秀论文奖

19. 章吉力 刘凯*高超声速飞行器起飞动力学建模研究 第三届中国临近空间与空天飞行器控制技术研讨会 2018.5 辽宁大连

20. 尹中杰 乔鸿 刘凯*  临近空间滑翔飞行器弹道预报方法研究 第三届中国临近空间与空天飞行器控制技术研讨会 2018.5 辽宁大连

21. 聂振焘 周文雅 刘凯 高度-速度剖面内再入轨迹快速规划 2019.6 宇航学报 已录用

22. K. Liu, J. Hu, Y. Yao, B. Yang and X. Huo, Stability Analysis of Discrete Time Piecewise Linear Systems: A Generating Function Approach, International Journal of Control, Automation, and Systems, Vol. 12, No. 5, pp.1005-1010, 2014, SCI: 000341491600011

23. K. Liu, Y. Yao, V. Balakrishnan and Hongzhong Ma, “Adaptive H-infinity Control of Piecewise-Linear Systems with Parametric Uncertainties and External Disturbances”, Asian Journal of Control, Vol 15, No4, pp 1238-1245,2013, SCI: 000329204400027

24. K. Liu, Y. Yao, V. Balakrishnan, B. Yang and Y. Guo, “Exponential Stability Analysis of Planar Piecewise-Linear Systems: An Integral Function Approach”, International Journal of Control, Automation and Systems, Vol 10, No 2, pp 203-212, 2012, SCI: 000302195400001

25. K. Liu, Y. Yao, D. Sun and V. Balakrishnan, “Improved State Feedback Controller Synthesis for Piecewise-Linear Systems”, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol 8, No 10(A), pp. 135-147, 2012, SCI: 000310118200028

26. Y. Yao, K. Liu*, D. Sun and V. Balakrishnan. “An Integral Function Approach to Stability Analysis of Linear Time-Varying Systems”, International Journal of Control, Automation and Systems, Vol 10, No 6, pp. 85-91, 2012, SCI: 000311713500003

27. K. Liu, Y. Yao, V. Balakrishnan and P. Wei, “Adaptive Control Design for Piecewise-Linear Differential Inclusion with Parameter Uncertainty”, IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference, Orlando, Florida, USA, pp. 3980-3985, 2011. EI: 20121915011573

28. K. Liu, D. Sun, Y. Yao and V. Balakrishnan, “A New Approach to Stabilization of Uncertain Nonlinear Systems”, IEEE Multi-Conference on Systems and Control, Denver, CO, USA, pp. 228–233, 2011. EI

29. K. Liu, D. Sun and V. Balakrishnan, “PWA State Feedback Controller Synthesis for Piecewise-Linear Systems”, Chinese Control Conference, Yantai, China, pp. 1252–1257, 2011, EI: 20113914368480


教育经历

2007.9 - 2013.4 哈尔滨工业大学   控制科学与工程   博士

2003.9 - 2007.7 吉林大学   信息与计算科学   学士

工作经历

2017.2 - 至今 大连理工大学   副教授

2013.4 - 2017.1 北京空天技术研究所   高级工程师

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