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刘磊

职称: 教授

部门: 数学学院党委、数学学院

学科: 数学,统计学

教学部门: 理学院党委、理学院

电话:

邮件: liulei_hust@163.com

办公地址:

通讯地址: 佛城西路8号

邮编: 211100

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个人简介

基本情况

   刘磊,男,198306月,博士,教授,博士生导师。主持并且并完成国家自然科学基金面2项(青年项目、面上项目),及其它省部级项目多项。近年来,致力于无人系统和强化学习方面的研究,以第一作者或通讯作者在IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems》、《IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems》、《Automatica》、《Science China Information Sciences》、《Journal of The Franklin Institute》、《Systems & Control Letters》等SCI期刊上发表论文40余篇。

Email: liulei_hust@163.com, liulei_hust@hhu.edu.cn, liuleihust@gmail.com

人才计划:

1.2018年度江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师培养对象;

2.2018年河海大学大禹学者计划第三层次(大禹青年俊才);

3.2021年度江苏省科技副总。

代表性著作:

L. Liu*, J.Cao, F. Alsaadi, “Aperiodically Intermittent Event-Triggered Optimal Average Consensus for Nonlinear Multi-Agent Systems”, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, Paper ID: TNNLS-2022-P-20298, Accepted.

L. Liu, J. Cao, C. Qian, Pth moment exponential input-to-state stability of delayed recurrent neural networks with markovian switching via vector Lyapunov function,IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems,  29(7) :3152-3163, 2018

L. Liu, M. Perc J. Cao*, Aperiodically intermittent stochastic stabilization via discrete time or delay feedback control,Science China Information Sciences, 62(7) :13, 2019.

L. Liu*, New criteria on exponential stability for stochastic delay differential systems based on vector Lyapunov function, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 47(11):2985-2993, 2017.

L. Liu*, Z. Wu, “Intermittent stochastic stabilization based on discrete-time observation with time delay,Systems & Control Letters, 137:104626, 2020.

L. Liu, Z. Wu, J. Cao*Intermittent Stochastic Stabilization of Markovian Jump Systems via Sampled Data,Journal of the Franklin Institute,359(1):439-460,2021.

L. Liu, Y. Shen*, “Noise suppress explosive solution of differential systems whose coefficient obey the polynomial growth condition,” Automatica, 48(4) :619-624, 2012.

L. Liu, Y. Shen*, F. Jiang, “The almost sure asymptotic stability and pth moment asymptotic stability of nonlinear stochastic differential systems with polynomial growth,” IEEE Transactions on Automatic Control, 56(8):1985-1990.2011.

C. Liu, L. Liu*, J. Cao, M Abdel-AtyIntermittent event-triggered optimal leader-following consensus for nonlinear multi-agent systems via actor-critic, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2021. .(通讯作者).

R. Zhu, L.Liu*, “Stochastic stabilization of switching diffusion systems via an intermittent control strategy with delayed and sampled-data observations”, Systems & Control Letters, Vol. 168,Article ID: 105362, 2022.(通讯作者).

L. LiuX. Mao, J. Cao*, Razumikhin-type theorem for stochastic functional differential systems via vector Lyapunov function,Journal of Mathematical Analysis and Applications, 479(2):986-2006, 2019.

L. Liu*, Y. Shen, New criteria on persistence in mean and extinction for stochastic competitive Lotka-Volterra systems with regime switching, Journal of Mathematical Analysis and Applications, Vol. 430, No. 2015, pp. 306-323, 2015.

A.Liu, L.Liu*, J.Cao, F. Alsaadi, Deep deterministic policy gradient with generalized integral compensator for height control of quadrotor”,Journal of Applied Analysis and Computation,Vol.12, No.3, pp. 868-894, 2022.(通讯作者)

刘磊*,陈浩, “基于值分布最大熵Actor-Critic 算法的投资组合管理华中科技大学学报(自然科学版). https://kns.cnki.net/kcms/detail/42.1658.N.20220915.1427.002.html(通讯作者)



个人资料

  • 姓名: 刘磊
  • 性别:
  • 学位: 博士
  • 出生年月: 1983-06-30 00:00:00.0
  • 学历: 博士研究生毕业
  • 毕业院校: 华中科技大学

教育经历

  • 2001.09-2005.07,安徽大学,学士学位
  • 2006.09-2008.07,华中科技大学,硕士学位
  • 2008.09-2012.03,华中科技大学,控制科学与工程,博士学位

工作经历

  • 2012.03-,河海大学理学院
  • 2016.06-2021.06,东南大学,博士后
  • 2018.05-2019.05,密歇根大学安娜堡分校,访问学者

研究领域

研究概述:

无人系统和金融工程实际应用为导向,数学、统计学、控制科学与工程和计算机科学与工程等学科深度交叉融合,形成理论分析-软件在环仿真-落地实验的体系性成果。具体地,将随机系统、多智能体系统等机理模型和强化学习、统计学习等智能算法深度融合,对无人系统和金融工程的实际场景进行建模、分析、软件在环仿真和硬件(落地)实验。


研究方向(各方向互有交叉,没有严格界限):

1)系统分析与控制:随机系统、多智能体系统

1)事件触发控制

2)基于自适应动态规划的最优控制

3)融合动力学和强化学习的控制策略

 2)强化学习

         以最优控制、金融工程(期权、股票和期货的投资组合及量化交易)和无人系统为背景,重点研究

1)多智能体强化学习

2)多模态强化学习(视觉、文本)

基于强化学习量化交易策略成果汇总:

https://www.zhihu.com/column/c_1577397606166208513

拟培育:基于强化学习的渗透测试

3)自主无人系统

1)多无人机集群编队控制、机车协同

2)无人车避障及路径规划

3)基于强化学习的无人机(车)视觉导航

无人机无人车硬件实验:

https://space.bilibili.com/3493276397079167

拟培育:无人机+渗透测试






 无人系统研究内容关系图



实验设备图




四旋翼无人机集群飞控实验平台



科研项目

  • 1、分数阶随机神经网络系统的分析与不连续控制,2018.01.01 -2021.12.31 ,2018-01-01 ,刘磊,国家自然科学基金面上项目,河海大学理学院,61773152,国家基金委
  • 2、随机控制系统的输入到状态稳定性,2014.01.01 -2016.12.31 ,2014-01-01 ,刘磊,国家自然科学基金青年项目,河海大学理学院,61304070,国家基金委
  • 3、分数阶随机神经网络系统的分析与不连续控制,2016.09.01 -2018.01.01 ,2016-09-01 ,刘磊,中国博士后基金特别资助,东南大学自动化学院,2017T100318,中国博士后基金会
  • 4、基于向量Lyapunov函数的分数阶耦合神经网络的同步控制,2017.09.01 -2018.01.01 ,2017-09-01 ,刘磊,中国博士后基金面上资助,东南大学自动化学院,2016M601698,中国博士后基金会
  • 5、基于向量Lyapunov函数的分数阶随机耦合神经网络的同步控制,2017.09.01 -2019.09.01 ,2017-09-01 ,刘磊,江苏省博士后科研资助,东南大学自动化学院,1701078B,江苏省博士后科研资助
  • 6、随机控制系统的输入到状态稳定性及噪声的镇定和失稳,2014.01.01 -2015.12.31 ,2014-01-01 ,刘磊,中央高校业务费,河海大学理学院,2013B00614,河海大学
  • 7、基于矢量Lyapunov函数的随机混合神经网络动力学行为研究,2016.01.01 -2017.12.31 ,2016-01-01 ,刘磊,中央高校业务费,河海大学理学院,2015B19814,河海大学
  • 8、随机耦合网络系统的混杂控制,2019.01.01 -2020.12.31 ,2019-01-01 ,刘磊,中央高校业务费,河海大学理学院,2019B19214,河海大学

论文

  • 1、pth Moment Exponential Input-to-State Stability of Delayed Recurrent Neural Networks With Markovian Switching via Vector Lyapunov Function,IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems,SCI,2018-07-06 00:00:00 CST,刘磊,理学院,曹进德
  • 2、The Almost Sure Asymptotic Stability and pth Moment Asymptotic Stability of Nonlinear Stochastic Differential Systems With Polynomial Growth,IEEE Transactions on Automatic Control,SCI,2011-04-25 00:00:00 CST,刘磊,理学院,沈轶
  • 3、New Criteria on Exponential Stability for Stochastic Delay Differential Systems Based on Vector Lyapunov Function,IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems,SCI,2017-01-01,刘磊,理学院,刘磊
  • 4、Aperiodically intermittent stochastic stabilization via discrete time or delay feedback control,Science China Information Sciences,SCI,2019-06-07 00:00:00 CST,刘磊,理学院,曹进德
  • 5、Noise suppress explosive solution of differential systems whose coefficient obey the polynomial growth condition,Automatica,SCI,2012-02-23 00:00:00 CST,刘磊,理学院,沈轶
  • 6、Intermittent stochastic stabilization based on discrete-time observation with time delay,Systems & Control Letters,SCI,2020-02-03 00:00:00 CST,刘磊,理学院,刘磊
  • 7、Razumikhin-type theorem for stochastic functional differential systems via vector Lyapunov function,Journal of Mathematical Analysis and Applications,SCI,2019-07-16 00:00:00 CST,刘磊,理学院,曹进德
  • 8、Mean-square exponential input-to-state stability of delayedCohen–Grossberg neural networks with Markovian switching basedon vector Lyapunov functions,Neural Networks,SCI,2016-01-01,李志鸿,理学院,刘磊
  • 9、New criteria on persistence in mean and extinction for stochastic competitive Lotka-Volterra systems with regime switching,Journal of Mathematical Analysis and Applications,SCI,2015-01-01,刘磊,理学院,刘磊
  • 10、Mean-square global exponential stability in Lagrange sense for delayed recurrent neural networks with Markovian switching,Neurocomputing,SCI,2017-01-01,刘磊,理学院,刘磊
  • 11、Lagrange stability for delayed recurrent neural networks with Markovian switching based on stochastic vector Halandy inequalities,Neurocomputing,SCI,2017-01-01,陈求新,理学院,刘磊
  • 12、Pth moment exponential input-to-state stability of non-autonomous delayed Cohen–Grossberg neural networks with Markovian switching,Neurocomputing,SCI,2019-04-15 00:00:00 CST,刘磊,理学院,刘磊
  • 13、The asymptotic stability and exponential stability of nonlinear stochastic differential systems with Markovian switching and with polynomial growth,Journal of Mathematical Analysis and Applications,SCI,2012-07-01,刘磊,理学院,刘磊
  • 14、Dynamical Analysis of One Machine To Infinite Bus Power Systems Under Gauss Type Random Excitation,Electronic Journal of Differential Equations,SCI,2017-11-30,刘磊,理学院,刘磊
  • 15、Delay-dependent exponential stability of stochastic delay differential system whose coefficients obey the polynomial growth condition,International Journal of Systems Science,SCI,2011-11-20,刘磊,理学院,刘磊
  • 16、Sufficient and necessary conditions on the existence of stationary distribution and extinction for stochastic generalized logistic system,Advances in Difference Equations,SCI,2015-01-01,刘磊,理学院,沈轶
  • 17、Partial permanence and extinction on stochastic Lotka-Volterra competitive systems,Advances in Difference Equations,SCI,2015-08-28,董春卫,理学院,刘磊
  • 18、Persistence in mean and extinction on stochastic competitive Gilpin-Ayala systems with regime switching,Advances in Difference Equations,SCI,2017-12-21,何秀丽,理学院,刘磊
  • 19、Almost sure exponential stabilization of neural networks by aperiodically intermittent control based on delay observations,Advances in Difference Equations,SCI,2019-08-22 00:00:00 CST,何秀丽,理学院,刘磊
  • 20、The almost sure asymptotic stability and pth moment asymptotic stability of nonlinear stochastic delay differential systems with polynomial growth,Asian Journal of Control,SCI,2011-04-26 00:00:00 CST,刘磊,理学院,沈轶
  • 21、基于事件触发策略的多智能体系统的最优主-从一致性分析,应用数学和力学,北大核心,2019-11-01 00:00:00 CST,刘晨,理学院,刘磊
  • 22、Analysis of Stochastic Gilpin-Ayala Competition System,Mathematical Problems in Engineering,SCI,2014-11-05,刘磊,理学院,刘磊

科技成果

开授课程

  • 1、工程随机过程,工科研究生
  • 2、强化学习,数学、统计学专业研究生
  • 3、随机过程,数学、统计学专业研究生
  • 4、最优控制,博士研究生

教学成果

教学资源

社会职务

学会兼职

1)中国自动化学会高级会员;

2)中国自动化学会自适应动态规划与强化学习专业委员会委员;

3)中国自动化学会控制理论专委会随机控制学组委员;

4) 江苏省自动化学会青年工作委员会委员,无人系统专委会委员

期刊兼职

1)中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊Journal of Autmation and Intelligence青年编委

2)山东师大学报自然科学版编委会编委

3)聊城大学学报智能控制理论与应用编委


荣誉及奖励

招生信息

培养目标:

硕士研究生:围绕自主无人系统和金融工程展开课题,重点培养算法分析设计、数据处理、程序实现和简单的硬件能力。

博士研究生:以自主无人系统的实际应用为导向,重点培养建模分析、控制策略集成、软件在环仿真和硬件实现能力。

招生说明:

1.博士招生专业:现代力学数学基础(0801Z2);人工智能(0812J1

每年计划招收1-2名博士生。

硕博连读优先;211高校或者具有数学、控制科学与工程、计算机科学与工程一级博士点的高校本科生源优先;在自动控制、计算机科学领域高水平期刊发表论文者优先(参考中国自动化学会推荐期刊列表、中国计算机学会推荐国际学术会议和期刊目录);程序实现能力强者优先(需要支撑材料证明)。

无程序经验者勿扰;纯数学方向考生勿扰; 在SpringerOpenHindawiMDPI等开放获取数据库中掠夺性期刊(参考中科院预警期刊列表)灌水者勿扰。

2.硕士招生专业:数学(070100)、统计学(071400)

每年计划招收3-5名学术硕士(含联合培养),1-2名专业学位硕士。

3.重点培育方向招生宣传

培育方向:基于深度强化学习的渗透测试和恶意流量测。

培养目标:以网络安全为应用场景,理解并能熟练应用强化算法研究渗透测试和恶意流量检测问题。通过该课题的训练,培养算法分析和数据处理能力。

招生要求:理工科出身,程序能力强,对信息安全感兴趣。尤其欢迎工科出身的应统专硕。


[提示1] 本人尊重学生,强调师生平等交流、优势互补、协作配合。

[提示2课题组在强化学习算法设计、数值仿真、软件在环仿真和硬件在环实验上有丰富的积累,有丰富的代码、仿真环境和硬件操作经验,对算法和硬件具有较强的驾驭能力。针对研究生培养,层次化阶段化研究课题以降低学习难度,并根据多年的实践经验形成一套组内互助机制,加快学习进度。如果感兴趣且愿意吃苦请不用惧怕!

[提示3本组尊重知识产权,对基于算法研究无人(车)及量化交易的课题,独立完成完整的仿真实验的研究生保障一作署名权。