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錢學森和工程控制論:對我國航天事業發展做出了重大貢獻

添加時間:2022 / 04 / 29 15: 10: 51     來源:前沿技術網     瀏覽:374

在我國航天事業發展的過程中,戰略科學家錢學森所做出的貢獻也不可磨滅。20世紀50年代初,錢學森將控制論發展成為一門新的技術科學——工程控制論,為導彈與航天器的制導理論奠定了基礎,對中國的火箭導彈和航天事業的迅速發展做出了重大貢獻。

培養了新中國第一代自動控制理論人才

1956年,錢學森在中國科學院力學研究所舉辦工程控制論培訓班,向學生傳授他在美國的最新研究成果。培訓班的教材就是他的名著《工程控制論》,每周集中講課一次,整整堅持了一年全部講完。

綠色為《工程控制論》影印本,藍色為英文《工程控制論》首版

自動控制理論是自動化科學技術的分支學科,自動化技術已經滲透到人類生產和社會生活的各個領域,自動化程度已經成為衡量一個國家科學技術和經濟發展水平的重要標志。

自動化技術早在上世紀40年代就被引入我國,但一直到50年代中期才真正開始走上發展之路。

當時,由錢學森等一批海外歸來的專家帶回了先進的理論和技術,其中最著名的就是錢學森的《工程控制論》一書,它不僅是工程控制理論的重要奠基石,也為自動化科學技術的發展指明方向。

《工程控制論》中文版

在錢學森等科學家的推動下,1956年制定的《十二年科學技術發展規劃》,將自動化列為重點新興學科,并在此基礎上建立了一批研究機構,培養了新一代的研究人才。

當時,一方面積極開展元件、儀表、遠動技術、計算機等基礎技術研制,同時也不失時機地組織新理論和新技術的跟蹤,并作出了許多重要貢獻。

錢學森的工程控制論首先解決了一批工程實際中的控制論問題,并在不斷探索各種復雜性層次系統運動規律的基礎上,結合我國國防和國民經濟建設的需要,提出和解決了大系統、復雜系統和復雜巨系統的組織管理和控制中的大量理論和實踐問題。

錢學森的《工程控制論》一書1954年在美國出版,1958年出了中文版。這本書為中國培養了一代自動控制理論的人才。

19569月,科學普及出版社出版了錢學森編著《從飛機導彈說到生產過程自動化》小冊子,向人民群眾廣泛普及自動化知識。

《從飛機導彈說到生產過程自動化》首版

創建了中國特色的系統與控制學科體系

19575月,錢學森和沈尚賢、鐘士模、陸元九、郎世俊等科學家發起成立中國自動化學會。1957年,錢學森在籌備成立中國自動化學會的同時就創辦了會刊《自動化》雜志,國內外公開發行,1961年改刊名為《自動化學報》。半個世紀以來,《自動化學報》為普及自動化知識和促進自動化科學技術領域的學術交流作出了重要的貢獻。

1963年,國際控制聯合會(IFAC)第二屆世界代表大會舉行,錢學森推薦年輕學者宋健和韓京青撰寫論文參加國際學術交流。我國是IFAC的第一批成員國和發起者之一。錢學森當選IFAC第一屆理事會理事。

上世紀80年由宋健主持修訂錢學森《工程控制論》

上世紀50年代后期到60年代前期,在絕大多數經典控制專家們還未意識到現代控制理論已在悄然發展的時候,錢學森看到了現代控制理論正在形成的發展趨勢,看到了它的發展對制導和導航的重要作用,并且認識到這個新的發展方向是自動控制與數學的交叉。

他提出要有一支中國自己的控制論與工程結合的隊伍,必須建立一個研究室,發展控制理論。

1961年錢學森提出由國防部五院與中國科學院共建一個控制理論研究室,設在中科院數學研究所。控制理論研究室成立不久,在錢學森的建議下,由關肇直、宋健共同發起,于19621127日至123日在天津召開了全國第一次現代控制理論學術研討班。

錢學森出席了會議并發表講話。他提醒大家,密切注意國際上控制理論發展的同時,要研究我們導彈研制中提出的控制理論問題,強調研究理論者要了解實際問題,并形象地指出“只站在水邊不夠,要敢于‘下水’,善于‘下水’”。

隨后,還召開了自動控制理論專業、模擬技術及遠動技術等學術會議。

錢學森部分系統與控制學科著作


大系統理論是系統工程學發展的一個新階段。1985年,錢學森在《大系統理論要創新》的講話中指出,大系統理論屬于技術科學,要注意利用知識和經驗,并接受基礎層次的系統學的指導。此外,還建議結合國家宏觀社會經濟問題組織交叉學科合作研究。

半個多世紀以來,錢學森組織指導我國新一代工程控制論研究人員,在工程控制系統設計方面,發展了多變量控制理論、最佳控制理論、自適應控制理論、研究了自學習、自組織系統。

在工程控制技術方面,促進了電子計算機在國防和國民經濟部門的廣泛采用,促使生產過程自動化向多機、機組自動化以及綜合自動化發展。

當時很少有人知曉的現代控制理論,在錢學森的推動下,在國內已成為生機勃勃、并向多學科滲透的主導學科。

而由錢學森建議和推動下創建的控制理論研究室,現在已經發展成為中國科學院系統控制重點實驗室,屬于數學與系統科學研究的系統科學研究所。