段廣仁教授（左二）在指導(dǎo)科研工作 （李貴才攝）


　　2009年1月9日，2008年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京隆重召開。我校航天學(xué)院長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授段廣仁等牽頭的項(xiàng)目 “魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法與應(yīng)用”喜獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)空缺。項(xiàng)目的5位主要完成者段廣仁、關(guān)新平、劉國(guó)平、張煥水和高會(huì)軍均是國(guó)家杰出青年基金獲得者，前3位還是教育部長(zhǎng)江學(xué)者支持計(jì)劃獲得者。
　　 為了國(guó)家航天事業(yè)
魯棒是什么呢？帶著這樣的疑問，記者對(duì)團(tuán)隊(duì)帶頭人段廣仁教授進(jìn)行了采訪?！棒敯羰怯⑽膯卧~的音譯，文雅地說是穩(wěn)健、強(qiáng)壯，用東北話講就是‘抗造’。魯棒控制系統(tǒng)是指具有抵御干擾能力的控制系統(tǒng)。大到飛機(jī)、衛(wèi)星，小到電梯等控制系統(tǒng)，它們?cè)趷毫拥沫h(huán)境下或者危險(xiǎn)的情況下如果仍能保持系統(tǒng)的基本性能或保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，那就說明這些控制系統(tǒng)具有魯棒性，‘免疫性’很強(qiáng)?！倍螐V仁教授的解釋清楚明白。
　　魯棒控制是20世紀(jì)70年代興起的控制理論分支，目前仍然是非?；钴S的研究領(lǐng)域，具有非常廣泛的研究?jī)?nèi)容。魯棒控制方法適用于以穩(wěn)定性和可靠性作為首要目標(biāo)的應(yīng)用。由于任何實(shí)際物理系統(tǒng)中都不可避免地存在參數(shù)變化，例如，元件老化、工況改變、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等，因此關(guān)于不確定系統(tǒng)的魯棒控制研究不但具有重大的理論意義，而且還具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　20世紀(jì)80年代，我?！翱刂瓶茖W(xué)與工程”學(xué)科洞察國(guó)內(nèi)外控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合哈工大的航天特色，指導(dǎo)碩士生和博士生等對(duì)現(xiàn)代魯棒控制理論及其在航天控制方面的應(yīng)用等關(guān)鍵問題進(jìn)行了廣泛深入的研究，并為此后承擔(dān)國(guó)家重大課題奠定了堅(jiān)實(shí)的理論和工程技術(shù)基礎(chǔ)。
　　其實(shí)早在20世紀(jì)50年代，在王子才院士、馮純伯院士、王廣雄教授、胡恒章教授、吳廣玉教授等一批老前輩的帶領(lǐng)下，我校結(jié)合國(guó)家發(fā)展重大需求，特別是航天科技發(fā)展方面的需求，開展的相關(guān)研究已經(jīng)涉及了魯棒控制理論和航天控制系統(tǒng)分析與測(cè)試等方面的一系列相關(guān)課題。
　　在航天領(lǐng)域中，存在著許多尚未解決、非常復(fù)雜的魯棒控制問題。這些問題在一定程度上制約了航天控制技術(shù)的發(fā)展。為了提高控制理論水平、解決航天控制中的一系列重大問題，我國(guó)亟待建設(shè)一支具有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和較高自主創(chuàng)新能力的研究群體，而段廣仁教授為帶頭人的科研團(tuán)隊(duì)就是這樣一支團(tuán)隊(duì)。
　　“我們的研究瞄準(zhǔn)國(guó)際魯棒控制領(lǐng)域的前沿課題和國(guó)家航天控制領(lǐng)域中亟待解決的控制問題，致力于將我們的先進(jìn)控制理論研究成果有效地應(yīng)用于航天控制的實(shí)際問題之中?！倍螐V仁教授強(qiáng)調(diào)。
　　基于目前國(guó)內(nèi)外魯棒控制理論研究現(xiàn)狀以及我國(guó)航天發(fā)展需求，結(jié)合哈工大的航天特色，段廣仁團(tuán)隊(duì)將魯棒控制理論方面的成果應(yīng)用于航天控制之中。段廣仁教授說，團(tuán)隊(duì)研究的方向細(xì)化起來就是，在魯棒控制理論研究中，以控制系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法與復(fù)雜系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)為著眼點(diǎn)，結(jié)合磁懸浮系統(tǒng)、尋北儀系統(tǒng)、衛(wèi)星控制、探月飛行器軟著陸等相關(guān)應(yīng)用背景，解決魯棒控制理論中的重大理論與應(yīng)用問題?！棒敯艨刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法與應(yīng)用”項(xiàng)目就是其中一個(gè)重要的創(chuàng)新成果。
　　 沉甸甸的創(chuàng)新成果
一般說來，一個(gè)給定系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)要依賴于該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。然而，由于某些“不確定性”的存在，一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型不可能完全刻畫系統(tǒng)的特性，從而可能導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不具有滿意的控制品質(zhì)。而魯棒控制則在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中考慮和處理了系統(tǒng)中的不確定性影響，使得所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)的不確定性具有一定的容忍性，因而保證在不確定性存在的情況下仍能使系統(tǒng)具有滿意的性能。從這一意義上講，魯棒控制是通向?qū)嶋H控制應(yīng)用的橋梁，具有重要的理論與應(yīng)用意義。
　　段廣仁介紹說，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法的基本思想是：首先建立使得控制系統(tǒng)具有某種希望特性或結(jié)構(gòu)的所有控制律的完全參數(shù)化表示，然后通過進(jìn)一步合理地選擇控制律中的自由參數(shù)來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的其它魯棒性能要求。
　　依據(jù)上述參數(shù)化設(shè)計(jì)思想，段廣仁教授牽頭的課題組結(jié)合課題研究發(fā)表的相關(guān)學(xué)術(shù)論文被3大檢索收錄894篇，其中SCI收錄231篇、EI收錄442篇、ISTP收錄221篇；在國(guó)際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)的重要刊物上發(fā)表相關(guān)論文16篇；在IEEE會(huì)刊上發(fā)表相關(guān)論文48篇，其中長(zhǎng)文20篇。5位主要完成人在魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一大方向上合作發(fā)表的被3大檢索收錄的論文達(dá)88篇。
　　“魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法與應(yīng)用”項(xiàng)目的科學(xué)價(jià)值體現(xiàn)在3個(gè)方面：建立了控制系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)，提出了基本的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法，并將該方法用于各種魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際工程實(shí)踐，創(chuàng)立了關(guān)于魯棒控制系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)的一個(gè)完整體系，對(duì)控制理論的發(fā)展起到了推動(dòng)作用；將所提出的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)化方法成功地用于控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)、磁懸浮系統(tǒng)的魯棒控制和探月飛行器軟著陸的制導(dǎo)與控制，其結(jié)果具有重要的推廣和應(yīng)用價(jià)值；研究成果不但被控制理論界廣泛引用，同時(shí)也被國(guó)內(nèi)外學(xué)者成功地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)與動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)等實(shí)際工程控制，在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了一定的影響，提高了我國(guó)在該項(xiàng)研究領(lǐng)域在國(guó)際上的地位和聲譽(yù)。
　　一流的成果源于一流的團(tuán)隊(duì)，說到這里該重點(diǎn)介紹一下段廣仁教授和他的團(tuán)隊(duì)了。
　　 一流的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)
“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員主要由控制科學(xué)與工程學(xué)科、應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科的中青年教授組成，形成了理工結(jié)合、交叉滲透的科學(xué)研究方向，并共享同一軟硬件研究平臺(tái)和相關(guān)研究成果，形成了既有獨(dú)立開展課題研究又有協(xié)作攻關(guān)的團(tuán)隊(duì)?！倍螐V仁教授說，“創(chuàng)新必須有一支一流的創(chuàng)新隊(duì)伍，我們的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)有了很強(qiáng)的實(shí)力，而且還在不斷發(fā)展和壯大?！?br>　　的確，這個(gè)團(tuán)隊(duì)里有很多耀眼的科技之星。
　　項(xiàng)目負(fù)責(zé)人段廣仁教授是哈工大控制理論與制導(dǎo)技術(shù)研究中心主任、IEE會(huì)士、IEEE高級(jí)會(huì)員、教育部科技委學(xué)部委員、教育部長(zhǎng)江學(xué)者優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)帶頭人。
　　團(tuán)隊(duì)研究骨干、長(zhǎng)江學(xué)者講座教授關(guān)新平校友是段廣仁的學(xué)生；團(tuán)隊(duì)研究骨干、我校長(zhǎng)江學(xué)者講座教授劉國(guó)平與段廣仁教授有10多年的合作研究，發(fā)表了許多高水平的科研論文；團(tuán)隊(duì)研究骨干張煥水教授是國(guó)家杰出青年基金獲得者；團(tuán)隊(duì)研究骨干高會(huì)軍教授是2008年國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才基金獲得者，全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者……“目前，圍繞現(xiàn)代魯棒控制理論與應(yīng)用研究領(lǐng)域，我?？刂瓶茖W(xué)與工程學(xué)科逐步形成由近30位教授和一批副教授及博士后、博士生組成的富有朝氣的研究隊(duì)伍，并通過相互協(xié)作和知識(shí)結(jié)構(gòu)相互滲透，開辟出很多新的研究方向，完成了一系列重大和重要的航天控制課題?！眻F(tuán)隊(duì)研究骨干姚郁教授介紹說。
　　 愛崗敬業(yè)的成員
“段老師特別勤奮，晚上十一二點(diǎn)才下班是家常便飯，很多時(shí)候都是通宵達(dá)旦地工作。一年之中很多時(shí)間他都要出差，家里的事情很少有時(shí)間管。”段廣仁教授的博士生、團(tuán)隊(duì)成員付艷明說。
　　當(dāng)被問及此事的時(shí)候，段廣仁教授爽朗地笑了，他說：“工作很緊張，很忙，這不光是我一個(gè)人，很多人都是這樣。在哈工大虧欠老婆孩子的人太多了，不止我一個(gè)，姚郁、沈毅他們不都是這樣嘛。”
　　“如果不出差，主要有兩件事要做?！倍螐V仁教授風(fēng)趣地說，一是“還債”，因?yàn)楹芏喙ぷ鞫级言谀莾?，未審的論文、要寫的?bào)告……；二是“睡覺”，“覺總是睡不夠。另外，午睡是我的一個(gè)老習(xí)慣。睡完中午覺，晚上可以好好工作，否則效率就不高，但是下午經(jīng)常有會(huì)，中午吃飯也總是會(huì)晚點(diǎn)?！睂?duì)于段廣仁教授來說，午睡也是件很奢侈的事。
　　團(tuán)隊(duì)各自職責(zé)明確，雖然在分工上有所不同，但是大家都有一種力爭(zhēng)上游的精神、不達(dá)目的不罷休的魄力。團(tuán)隊(duì)經(jīng)常要開會(huì)討論工作進(jìn)展。這當(dāng)中有許多有趣的小故事，對(duì)團(tuán)隊(duì)來說也成了調(diào)劑緊張工作的小插曲。段廣仁和黃顯林、周荻、荊武興4位教授一起去北京申請(qǐng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目。由于時(shí)間緊迫，晚上上了火車，幾個(gè)人帶著筆記本就開始修改報(bào)告、準(zhǔn)備答辯的工作了。到北京后光顧著干活，誰也沒有想著買回哈爾濱的火車票。等事情辦完了，不知道誰說了一聲“咱們明天回哈市的車票還沒買呢”，大伙這才想起來，明天是五一長(zhǎng)假前的最后一天，票這么緊張，買不到票可就要在北京過五一了。于是他們急急忙忙地打電話讓各自的朋友幫忙買票。結(jié)果火車票是買到了，卻買了雙份。最后，4個(gè)大教授只好到火車站排隊(duì)把多余的票退了。
　　“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦，沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)”，段廣仁教授及其團(tuán)隊(duì)成員就是抱著這樣的信念，以國(guó)家需求為己任，面對(duì)未知領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，愈挫愈奮，歷苦彌堅(jiān)。一路的艱辛和一路的收獲已經(jīng)屬于過去，他們的目標(biāo)在更前方。