您现在的位置:白小姐中特玄机 > 教育科研 > 教育动态 > 正文内容

以淡泊平和的“抗干扰”心态研究抗干扰控制理论——记2013年度记

作者:admin 来源:未知 更新日期:2019-02-13 浏览次数:

  以淡泊平和的“抗干扰”心态研究抗干扰控制理论——记2013年度记国家自然科学二等奖获得者郭雷教授及其-新闻网以淡泊平和的“抗干扰”心态研究抗干扰控制理论——记2013年度记国家自然科学二等奖获得者郭雷教授及其 点击数:加入时间:2014-01-14 1990年,美国发射的哈勃太空望远镜发射后不久,由于进出地影区时太阳能帆板的热变形引发了太阳能帆板振动,该振动干扰严重影响了望远镜的姿态稳定精度,造成望远镜颤抖、成像畸形模糊,无法正常工作。2000 年 7 月,剧烈的太阳活动使日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去高度定位,并且姿态失控,几个月后便坠入了大气层。事实上,哈勃太空望远镜和日本ASCA卫星遭遇的都是多源干扰系统的控制问题。包括航空航天、先进制造等复杂工程系统均含有来源不同、类型各异的多源干扰,一类是气流、电磁等外部环境扰动,第二类是包括传感器测量噪声、控制机构误差和结构振动等内部噪声,还有一类是包括非线性、不确定性和随机性动态等建模误差。现代控制理论的重要分支,包括鲁棒控制理论、随机控制理论和输出调节理论一般把这些多源干扰都归结为系统等价干扰。针对单一干扰系统的控制方法六十多年来已经取得了巨大的成就。但是,多源干扰的存在严重影响复杂控制系统的稳定性、精确性和可靠性,抗干扰控制理论已成为国际控制科学领域公认的挑战性问题。郭雷教授所带领的科研团队,在国家自然科学基金等项目的支持下,十余年来致力于多源干扰系统控制理论的研究,在非高斯系统随机分布控制、多干扰系统复合分层控制以及抗干扰容错控制方面取得了开拓性、创新性的研究成果。2014年1月10日,国家科技奖颁奖典礼在北京人民大会堂举行,“多源干扰系统的建模、分析与控制理论研究”获国家自然科学奖二等奖。故事还要从九十年代中期说起,那还是郭雷在东南大学攻读博士学位时,小伙子勤奋聪颖,针对鲁棒控制理论的几个重要问题在不长的时间里在《中国科学》、《科学通报》、《Automatica》等期刊发表了多篇论文,迅速成为了同门中的翘楚。出人意料的是,他的导师、中国科学院冯纯伯院士提出了更高的要求,他旁敲侧击这个钟爱的弟子:论文发的多是好事,但更要深层次地考虑理论方法如何能解决实际问题,有生命力的理论一定是在工程实践中取得重大成功的成果,搞科学的人一定要能坐得住冷板凳。这个指点对郭雷影响极大,他开始思考如何走从工程实际中提炼控制科学问题、理论成果进行实际验证和应用的学术之路。这个学术观点后来被郭雷描述为“实来实去”之路。在以后的国外访问和合作研究的岁月里,“实来实去”的研究思路根植于郭雷的心中。他来到了英国拉夫堡大学航空系的飞行动态实验室,他走进了曼彻斯特理工大学造纸系的试验车间,回国后他又迅速地融入了航天控制的研究队伍里,直至担任了总经费数千万的科技部重大项目微纳卫星编队组网课题的负责人。他告诫团队,科学研究不能追求速度和数量,不能为了“快餐”耽误了“正餐”。即使是周期再长、难度再大,也要立志发现具有突破性的原创性成果。曾经有三年时间,他仅仅写了一篇期刊论文。但是,缜密的逻辑思维、扎实的理论基础和切身的工程经验集于一身,使他逐渐形成了独树一帜的抗干扰控制科学的学术思想,那就是针对多源干扰控制系统的“知己知彼、对症下药、各个击破”的十二字诀。面对现代控制理论的发展瓶颈,针对传统鲁棒控制方法的保守性问题,他首次系统地研究了多干扰系统控制问题,解决了多通道干扰的解耦分离和同时抑制抵消的难题,提出了一系列基于干扰特征提取和表征、具有复合分层结构的抗干扰控制理论与方法。针对传统高斯系统方差优化理论的局限性,团队又原创性地提出了包含高阶矩的熵的统计信息集合优化法则,创立了非高斯随机分布控制理论研究新方向。这些成果,得到了国际同行的高度肯定和评价。近年来,英、美、日等国相关科研机构都提供经费邀请郭雷教授进行访问讲学和合作研究。 “实来实去”不仅是一种控制科学研究的学术思想,还是团队的一种工作精神。无论是他开展科学研究,还是教书育人,拟或是从事学校委派的人才引育等其他工作,他始终秉承“求新务实,勤谨笃行”的工作作风。他把抗干扰控制理论研究和国家“深空探测”等领域重大需求有机结合起来,控制理论的研究紧密围绕实际工程对象。他认为,理论成果不能仅以论文数量和引用数量论成败,而更要以能否解决实际工程问题论英雄。目前,多源干扰系统控制理论已经在航空航天、工业过程和先进制造等领域得到了验证,并显示了极大的应用前景。从上个世纪的末尾到本世纪开端,他从南京走到法国南特、英国拉夫堡、曼彻斯特、日本冈山,又从南京来到北京,他从数学系到控制系、航空系、造纸系再到仪器系,郭雷教授对抗干扰控制理论的研究,有着时间与空间上的巨大的跨越,更有着理科和工科、信息和工程学科方向的不断交叉、突破和创新。他的团队成员,也连接着东南大学和北京航空航天大学,成为一个多学科交叉的协同创新典范。他本人2009年获得国家杰出青年科学基金、2011年获聘教育部长江学者特聘教授,他的团队2012年获批教育部长江学者创新团队。郭雷出生成长于孔子故里曲阜,他认为,在“急功近利”的时代,科学研究要有平和淡泊的“抗干扰”心态,要努力践行“安贫乐道、讷言敏行”治学之道。他们的团队在板凳坐得十年冷的毅力中,扎扎实实地工作了十五年。十五年的时光,他闭口不谈什么曲折的“故事”和感人的“事迹”,让人看到的只是他渐白的头发和一份具有“八项高指标”的体检报告。以平和淡泊的“抗干扰”心态研究抗干扰控制理论,是郭雷团队做科学研究的一根无形的“心线”。团队多年的努力取得了硕果,非刻意求得,而是水到渠成,这是科学研究者的本然,亦为科学的真义。在采访的最后,郭雷教授再三表示,他自己很平常、平凡、平淡, 团队取得的成绩要感谢博士导师冯纯伯院士等师长的培养,要感谢多位院士、众多专家学者和广大同事们的指导和协助,更要感谢北航和东南两个学校领导的大力支持。“目前只是多源干扰系统控制理论研究的一个开始,路还很长”。(存 磊)编辑:廖 行

(责任编辑:admin)
【字体: