郭延宁

基本信息 科学研究 教学研究 论文著作 人才培养 招生信息 ... 招生信息 新建主栏目 基本信息 名称 1985 年出生，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，教授/博导，系副主任，入选2022年度国家级高层级青年人才计划。 研究方向包括深空探测制导与控制、航天器任务规划、最优控制、航天器姿态控制、执行机构控制分配等，出版译著1部、专著1部，发表/录用SCI检索论文60余篇，其中8篇论文发表于航空宇航领域权威期刊AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics，发表/录用EI期刊论文20余篇，受理发明专利10余项，软件著作权3项。 作为负责人主持国家部委（2022）、国家自然科学基金集成项目（2023）/面上项目（2019）/基金青年项目（2015）、科技部973项目子课题（2015）、科工局民用航天（2019）、科工局稳定支持（2021）、黑龙江省自然科学基金（2022）、第55批国家博士后一等资助、黑龙江省博士后资助、哈尔滨工业大学科研创新研究基金、哈尔滨工业大学重点实验室开放基金各1项，参与完成国家自然科学基金2项，承担航天院所横向课题20余项。 获2019年中国自动化学会高等教育教学成果二等奖、2013年度黑龙江省教学成果二等奖及哈尔滨工业大学2013 年研究生教学成果一等奖。 团队成员 名称 马广富，教授，博士生导师。 研究方向：航天器姿态控制，编队飞行控制，优化控制，导弹控制，鲁棒控制及故障诊断等。 李传江，教授，博士生导师。研究方向：航天器姿态及轨道控制、最优控制及非线性控制系统。 吕跃勇，副研究员，博士生导师。研究方向：航天器控制，编队飞行控制等。 冉光滔，助理教授，研究方向：多智能体系统/网络化系统分析与设计、航天器控制多机器人协同控制等。 工作经历 名称 2010.09-2012.07，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，预留师资，助教； 2012.07-2015.12，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，讲师； 2014.05至今，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，硕士生导师； 2015.12-2020.12，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，副教授； 2018.05至今，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，博士生导师； 2019.09-2020.03，美国亚利桑那大学，访问学者； 2020.12至今，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，教授； 教育经历 名称 2002.09-2006.07，山东大学自动化系，学士； 2006.09-2008.07，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，硕士；导师：马广富； 2008.09-2012.07，哈尔滨工业大学控制科学与工程系，博士；导师：马广富； 2010.09-2012.03，美国爱荷华州立大学航天工程系，CSC访问学生；合作导师：Bong Wie； 兼职&荣誉 名称 国家级高层次青年人才，2022年度； 《飞控与探测》青年编委会副主任(2021-)； 《航空学报》第三届青年编委(2022-2025)； 《宇航学报》第一届青年编委(2023-2025); 《深空探测学报》青年编委(2023-2026)； 中国自动化学会委员； 中国自动化学会导航、制导与控制专业委员会委员； 中国指挥与控制学会集群智能与协同控制专委会委员； 中国指挥与控制学会空天防务体系工程专业委员会委员； 黑龙江省自动化学会会员； 国家自然科学基金函评专家； 教育部学位中心论文通讯评审专家； IEEE Trans.系列期刊、Automatica、AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics、航空学报、宇航学报等期刊审稿专家； 2018年“领跑者5000（F5000）”顶尖学术论文； 2018年《宇航学报》优秀审稿专家； 2018年《航空学报》优秀审稿专家； 2018年《Chinese Journal of Aeronautics》优秀审稿专家； 2019年《宇航学报》优秀审稿专家； 2018-2020年《宇航学报》高影响力论文； 2017-2020年《航空学报》高影响力论文； 2020年《宇航学报》突出贡献审稿专家； 2020年《Journal of Systems Engineering and Electronics》优秀审稿专家； 2022年《Journal of Systems Engineering and Electronics》优秀审稿专家； 研究方向 名称 多航天器任务筹划与规划 多航天器协同控制 深空探测制导与控制 复杂航天器姿态控制 视觉导航与定位 科研项目 名称 近期纵向科研项目 某协同控制技术，国家部委项目，2022.10-2024.10； 基于多源稀疏观测信息的空海动目标轨迹预测与跟踪，上海航天科技创新基金，2023.1-2024.12； 航天器服务星群鲁棒优化设计研究，黑龙江自然科学基金项目，2022.7-2025.7； 考虑约束演化的空间目标安全逼近与接管博弈控制，国家自然科学基金面上项目；2020.01-2023.12； 基于控制-结构一体化的XXXX，国家部委项目，2019.01-2023.12. 行星精确着陆轨迹优化设计与制导控制，国家部委项目，2014.01-2016.12； 星际软着陆动力下降在线轨迹优化与最优跟踪制导研究，国家自然科学基金青年项目；2015.01-2017.12； 星际软着陆在线轨迹优化与跟踪制导技术研究，中国博士后科学基金一等资助；2013.07-2017.06； 基于视觉与测距的行星自主着陆导航系统设计与构建，校重点实验室开放基金；2016.10-2018.12； 近期横向科研项目 航天科技集团某所，空间卫星系统智能指挥与决策技术，2022-2023； 航天科技集团某所，全电推进卫星推力矢量调节与姿轨联合控制技术，2022-2023; 航天科技集团某所，轨控策略自主生成与验证系统, 2022-2023; 航天科技集团某所，某卫星模拟器姿轨控计算子系统, 2022-2023; 航天科技集团某所，火星表面起飞上升轨迹快速优化与智能自适应制导技术研究, 2021-2022; 航天科技集团某所，基于动力学辨识的模型修正方法研究，2020-2021; 航天科技集团某所，智能机器人导航与控制系统关键技术验证试验，2020-2021; 航天科技集团某所，任务规划方法研究与算法开发，2019-2021； 航天科技集团某所，高品质CMG操纵方法研究，2019-2020; 航天科技集团某所，复杂充液机动飞行器指向控制技术研究，2019-2020； 中汽研天津有限公司，车车协同编队算法技术研发，2019-2020; 科研成果 名称 部分科研成果： 项目组在973、国自然等项目资助下开发的行星着陆制导仿真系统（可进行新型软着陆方案验证） 项目组为我国某星卫星开发的仿真决策系统(含高精度轨道动力学、仿真决策、数据库管理等) 项目组开发的三维可视化卫星仿真场景（可根据输入数据动态添加卫星、更新卫星轨道及姿态数据、显示卫星绝对及相对轨迹） 项目组为自动化和探测制导与控制专业本科生开发的带有三维可视化卫星仿真场景的多种模式的姿态控制仿真实验系统，学生可完成对地定向、对日定向、对目标定向的多种不同模式的姿态指向仿真。 项目组为某航天院所开发的微纳卫星多裕度测量与综合处理系统（包含控制系统计算机、一二级供电管理、MEMS敏感器采集等功能） 教学成果 名称 2019年中国自动化学会高等教育教学成果二等奖； 2013年度黑龙江省教学成果二等奖； 2012年哈尔滨工业大学研究生教学成果一等奖； 讲授课程 名称 《控制系统仿真》，自动化及探测专业大四上学期，限选课，32学时(2学分) 《航天器控制》，自动化及探测专业大四上学期，限选课，32学时(2学分) 《空间飞行器制导与控制导论》，自动化及探测专业大二夏季学期，限选课，16学时(1学分)，合作教授：Bong Wie 著作 名称 1. 冯振，郭延宁，吕跃勇 著，《Open CV 4快速入门》，人民邮电出版社，2020.07 本书共12 章，主要内容包括OpenCV 4 基础知识，OpenCV 的模块架构，图像存储容器，图像的读取与显示，视频加载与摄像头调用，图像变换，图像金字塔，图像直方图的绘制，图像的模板匹配，图像卷积，图像的边缘检测，腐蚀与膨胀，形状检测，图像分割，特征点检测与匹配，单目和双目视觉，光流法目标跟踪，以及OpenCV 在机器学习方面的应用等。 本书面向的读者是计算机视觉与图像处理等相关专业的高校师生、企业内转行计算机视觉与图像处理的工作人员、已有图像处理基础并想了解OpenCV 4 新特性的人员。 2. 郭延宁，张海博，吕跃勇，宋斌 译，《空间飞行器动力学与控制(第2版)》，航空工业出版社，2020.11 本书从动力学系统的角度介绍了多个具有实际和/或理论意义的空间飞行器动力学与控制问题。主要内容分为动力学系统的建模、分析与控制、轨道动力学与控制、姿态动力学与控制、结构动力学与控制、先进航天器动力学与控制等五个部分。书中内容多根据作者多年来从事的空间飞行器动力学与控制相关的教学与研究经验，既包括针对实际航天器应用需求设计的刚体/挠性航天器经典/鲁棒控制方案，也涉及敏捷机动航天器多目标指向、太阳帆行星际飞行、超大型空间太阳能电站、近地天体轨迹偏转等新型甚至具有前瞻性的空间飞行器动力学分析与控制方案设计等内容。全书内容丰富，叙述严谨，既可作为高年级本科生和研究生的专业教科书，也可供从事复杂航天器动力学与控制系统设计的工程师与研究人员参考。 3. 陈占胜，曲耀斌，邓武东，郭延宁 著，《面向空间机动任务的决策推演理论及应用》，中国宇航出版社，2023.03 随着航天技术的发展,形形色色的空间航天器也 “层出不穷”,从最早的航天飞机到刚发射成功的神舟十五号,从地面遥感探测到深冷空间开拓挖掘,我们对于外太空的探索日趋成熟,同时在通信、探测和遥感等领域,航天器技术也发挥着无可替代的作用.对于航天器执行的空间任务而言,轨道机动是其中十分重要的一环,轨道机动的需求普遍存在于各类空间任务中,也直接影响着空间任务能否成功进行.本书着重研究在轨维护与空间服务任务中的策略生成及策略验证问题,通过仿真的方法对航天器的任务决策进行支持.在多重约束下,基于优化算法对平台策略及载荷策略进行综合寻优,其中的轨道机动策略是核心和基础,也是本书关注的重点;在此基础上,建立地面决策推演仿真系统对多种策略进行验证比较,通过效能评估模型选取最优策略,支持航天器进行在轨活动.因此,本书系统性地探讨高轨空间任务的决策推演理论及应用问题,解决空间任务中航天器的策略生成难题,给出工程上的解决方案参考. SCI检索期刊论文 名称 Youmin Gong(#), Yanning Guo(*), Yueyong Lyu, Guangfu Ma, Pengyu Wang. Hybrid Zero-Effort-Miss/Zero-Effort-Velocity Guidance for Powered Descent Phase. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Available online https://doi.org/10.2514/1.G007039 Pengyu Wang(#)(*), Yanning Guo, Guangfu Ma, Chang-Hun Lee, and Bong Wie. New Look-Angle Tracking Guidance Strategy for Impact Time and Angle Control. AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2022,45(3):545-557. https://doi.org/10.2514/1.G006229 Pengyu Wang(#), Yanning Guo, Guangfu Ma, and Bong Wie(*). Two-Phase Zero-Effort-Miss/Zero-Effort-Velocity Guidance for Mars Landing. AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2021, 44(1): 75-87. https://doi.org/10.2514/1.G005242 . Yuanzhuo Geng(#)(*), Chuanjiang Li, James D. Biggs, and Yanning Guo. Closed-Loop, Exact-Time, Minimum-Energy Attitude Control with Analytic Gain Selection. AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2020, 43(11): 2183-2190. https://doi.org/10.2514/1.G005336 Yuanzhuo Geng(#), Yanning Guo; Chuanjiang Li(*); Xiaoli Bai, Near Time-Optimal Repointing Maneuver of a Spacecraft with One-DOF for Final Attitude. AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2019, 42(9): 1587-1594. https://doi.org/10.2514/1.G004163 Pengyu Wang(#), Yanning Guo, Guangfu Ma and Bong Wie(*), New Differential Geometric Guidance Strategies for Impact-Time Control Problem, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2019,42(9):1982-1992. https://doi.org/10.2514/1.G004229 Yanning Guo(#)(*), Matt Hawkins, Bong Wie, Waypoint-Optimized Zero-Effort-Miss/Zero-Effort-Velocity Feedback Guidance for Mars Landing, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2013, 36(3): 799-809. https://doi.org/10.2514/1.58098 Yanning Guo(#)(*), Matt Hawkins, Bong Wie, Applications of Generalized Zero-Effort-Miss/Zero-Effort-Velocity Feedback Guidance Algorithm, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2013, 36(3): 810-820. https://doi.org/10.2514/1.58099 Zhen Feng(#), Yanning Guo, Yuxiang Sun(*). Segmentation of Road Negative Obstacles based on Dual Semantic-feature Complementary Fusion for Autonomous Driving. 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Available online https://doi.org/10.2514/1.A35816 Bo Tang(*), Youmin Gong, Yanning Guo(#), Minwen Guo, Weiren Wu. Path and control-constrained longitudinal guidance for Mars entry. Advances in Space Research. Available online https://doi.org/10.1016/j.asr.2023.12.057 Youmin Gong(*), Yanning Guo(*), Yueyong Lyu, Dongyu Li, Guangfu Ma. Fast Fixed-time Three-dimensional Terminal Guidance with Non-concave Trajectory Constraint. Chinese Journal of Aeronautics. Available online. https://doi.org/10.1016/j.cja.2023.09.023 Yao Zhang(#)(*), Tianyi Zeng, Yanning Guo, Guangfu Ma. Mars Powered Descent Phase Guidance Law Based on Reinforcement Learning for Collision Avoidance. International Journal of Robust and Nonlinear Control. 2024, 73(8):3868-3883. http://doi.org/10.1002/rnc.6651 Hang Xu(#), Bin Song, Yanning Guo(*), Lujiang Liu, Xinglong Li, Guangfu Ma. An optimization framework with improved auction-based initialization for highly constrained on-orbit servicing mission planning. 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IEEE Robotics and Automation Letters. 2023, 8(4):2205-2212. https://doi.org/10.1109/lra.2023.3247175 Yue Sun(#), Yueyong Lyu, Yanning Guo(*), Youmin Gong, He Zhu. Adaptive Predefined-time Control for Liquid-filled Flexible Spacecraft Attitude Stabilization during Orbit Maneuver. Advances in Space Research. 2023,71(6):2733-2744. https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.11.052 Youmin Gong(#), Yanning Guo(*), Dongyu Li， Guangfu Ma, Minwen Guo. Fixed-time Planetary Landing Guidance with Unknown Disturbance and Thruster Constraint. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2023,59(1):483-496. https://doi.org/10.1109/TAES.2022.3183961 Youmin Gong(#), Yanning Guo(*), Guangfu Ma, Yao Zhang, Minwen Guo. Barrier Lyapunov Function-based Planetary Landing Guidance for Hazardous Terrains. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2022,27(5):2764-2774. https://doi.org/10.1109/TMECH.2021.3121434 Sheng Gao(#), Guangfu Ma, Yanning Guo(*), Wei Zhang. 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Autonomous Collision Avoidance Guidance Design for Mars Descent Phase, 68th International Astronautical Congress (IAC), Adelaide, Australia, 25-29 September 2017. Yanning Guo, Yao Zhang, Guangfu Ma. Multi-power Sliding Mode Guidance for Mars Powered Descent Phase. 11th UKACC International Conference on Control. Belfast, , UK 31st August - 2nd September, 2016. Yanning Guo, Hutao Cui, Yao Zhang , and Guangfu Ma. Fuel-Efficient Planetary Landing Guidance with Hazard Avoidance. The 2015 AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Vail, Colorado, August 9-13, 2015. . Yanning Guo, Hutao Cui, Guangfu Ma, and Chuanjiang Li. New Waypoints Generation Method for Fuel-efficient Planetary Landing Guidance. The 25th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Williamsburg, Virginia, Jan. 11-15. 2015. Yanning Guo, Matt Hawkins, and Bong Wie. Waypoint-Optimized Zero-Effort-Miss / Zero-Effort- Velocity Feedback Guidance for Mars Landing. The 22th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Charleston, South Carolina, USA. Jan. 29-Feb. 2, 2012 . Yanning Guo, Matt Hawkins, and Bong Wie. Applications of Generalized Zero-Effort-Miss / Zero- Effort-Velocity Feedback Guidance Algorithm. The 22th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, Charleston, South Carolina, USA. Jan. 29-Feb. 2, 2012. Yanning Guo, Matt Hawkins, and Bong Wie. Optimal Feedback Guidance Algorithms for Planetary Landing and Asteroid Intercept. AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Girdwood, Alaska, USA. July 31-Aug. 4, 2011, 2931-2949. Yanning Guo, Guangfu Ma, and Chuanjiang Li. Steering Law Design to Control Moment Gyroscopes for Near Minimum Time Attitude Maneuver. The 5th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, Taichong, Taiwan. June 15-17, 2010:280-285. Chuanjiang Li, Yanning Guo, Guangfu MA, Shaohe DU. 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July 31-Aug. 4, 2011: 1969-1988. 人才培养 名称 2017年6月获得哈工大百优本科毕业设计指导教师（学生：胡佳欣，自动化系共4人）； 2018年6月获得哈工大银奖硕士论文指导教师（学生：邱爽）； 2020年6月获得哈工大百优本科毕业设计指导教师（学生：龙俊岑，自动化系共4人）； 2020年6月获得哈工大优秀硕士学位论文指导教师（学生：赵广栋，控制学科共7人）； 2021年6月获得哈工大百优本科毕业设计指导教师（学生：陈麒天，自动化系共5人）； 社会实践 名称 给本科生、硕士生提供前往航天院所实习交流平台。累计20余名研究生前往上海宇航系统工程研究所、上海卫星工程研究所等开展超过1个月的实习及项目合作。 招生信息 名称 课题组招生数量及要求： 1、招生名额：招收全国各地报考哈尔滨工业大学控制科学与工程学科的硕博士研究生，每年可招收博士6人（含本科毕业直攻博），硕士10-12人。 2、基本要求：具有吃苦耐劳、勤奋好学的品格，热爱科学研究。 3、专业要求：针对在读期间不同的研究方向，作出如下要求: 基础研究类：主要从事空间飞行器制导与控制方案设计，要求具有扎实的控制理论基础，最好熟悉航天器动力学，熟练掌握Matlab等仿真软件。 软硬件开发类：熟练掌握模电、数电基本原理，具有一定的软硬件开发设计经验，熟练操作VS开发环境或PCB开发软件。 视觉导航类：熟练掌握数字图像处理基础、掌握C、C++等编程语言、熟悉Linux操作系统及指令。 欢迎有志从事航天器控制系统设计、视觉导航、控制理论研究的优秀学子，更多课题组详情，可查看马广富教授主页！