大连理工大学钟万勰院士,大工钟万勰院士科研成果应用到航天技术领域

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央广网大连8月11日消息(记者张四清 贾铁生
通讯员吕东光)当钟万勰院士看到近日《人民日报》头版显著位置刊登《我国航天发动机技术多变量控制获重大突破》时,这位82岁老人的脸上露出了会心的微笑。

天健网消息近日,《 人民日报
》头版显著位置刊登《我国航天发动机技术多变量控制获重大突破》。记者今天在大连理工大学获悉,在这项科研成果中,采用了大连理工大学钟万勰院士的理论和算法。据了解,钟万勰用了30年时间,在H∞鲁棒多变量控制理论的研究,准确地说,在计算结构力学与最优控制交叉学科的探索终于取得重大突破。

“我们的理论和算法看来是用在这套技术上了”,他手指着新闻报道说。

H∞鲁棒多变量控制的工程化应用是航天发动机拥有“中国魂”的关键所在,一直以来,这是“洋人”把持在手中的核心技术、被称为“自控专业禁区”。

H∞鲁棒多变量控制的工程化应用是航天发动机拥有“中国魂”的关键所在,这是“洋人”把持在手中的核心技术、被称为“自控专业禁区”。钟万勰30年心血,在H∞鲁棒多变量控制理论的研究,准确地说,在计算结构力学与最优控制交叉学科的探索上终于取得突破;对此,他用易经“中行独复,以从道也”来自勉。

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82岁的钟万勰至今仍天天坚持上班,怕影响搞科研,学校给他新房他不住,几十年住在老房子里,午间还坚持和大家一道吃食堂。

 “独复”“从道”:不囿权威之束缚

从不迷信“洋人” 30年攻克两大世界难题

“我不是按已有的老路,跟着‘洋人’再走一遍,这既费劲又乏味,且缺少新意。”钟万勰从不迷信“洋人”。

“我不是按已有的老路,跟着‘洋人’再走一遍,这既费劲又乏味,且缺少新意。”钟万勰从不迷信“洋人”。
“这是国货。”
钟万勰用30年攻克两个世界难题,一个是突破了由力学大师铁木辛柯的弹性力学半逆法,即圣维南问题凑合法,另一个是消化了大数学家赫尔曼.韦尔1939年从分析力学问题提出的辛数学概念,在国际上首次建立了离散的辛数学体系。这两个理论体系的建立,突破了“洋人”100多年固守的传统经典力学,成为世界力学领域崭新的标志性成果。

“这是国货。”
钟万勰用30年攻克两个世界难题,一个是突破了由力学大师铁木辛柯的弹性力学半逆法,即圣维南问题凑合法,另一个是消化了大数学家赫尔曼.韦尔1939年从分析力学问题提出的辛数学概念,在国际上首次建立了离散的辛数学体系。

具有里程碑意义的是,他将辛数学用在了传统动力学中、进行结构力学的离散分析,发现最优控制线性二次理论与结构力学中的子结构理论有相同的数学方程及变分原理,建立起了一一对应的模拟关系,打开了分析动力学中分析结构力学的一个新层次。而且,这一模拟关系的建立证明,数学与力学、物理学之间存在着一致性。再者,钟万勰创建了精细积分算法,其数值计算结果逼近计算机上的精确解。进而,钟万勰把模拟理论和精细积分算法应用到振动理论、波的传播和最优控制理论中,都取得了意想不到的满意效果。至此,力学中多门学科相互联系的公共理论体系初步形成。

这两个理论体系的建立,突破了“洋人”100多年固守的传统经典力学,成为世界力学领域崭新的标志性成果。

钟万勰从1959年为著名科学家钱伟长做助手时、接受著名科学家钱学森的指派,进行突破前人的理论研究;到1989年他理论体系的初步建立;再到1996年5月23日在铁木辛科曾工作的世界著名应用力学研究所,做了突破铁木辛科理论的报告、产生广泛影响;30年求索,终于获得回报,代表作《计算结构力学与最优控制》、《弹性力学求解新体系》,奠定了他在国际力学领域里重要学术地位,被国际学术界公认为“传世之作”。

具有里程碑意义的是,他将辛数学用在了传统动力学中、进行结构力学的离散分析,发现,最优控制线性二次理论与结构力学中的子结构理论有相同的数学方程及变分原理,建立起了一一对应的模拟关系,这个结构力学与控制理论的模拟关系,让从牛顿开始原本各自独立发展的分析动力学与结构力学、产生了关联性,打开了分析动力学中分析结构力学的一个新层次。

H∞鲁棒多变量控制理论摆脱“洋程序”

而且,这一模拟关系的建立证明,数学与力学、物理学之间存在着一致性,运用辛数学,多门学科可相互结合、进行跨学科研究。

中国崛起面临着国防现代化和高端制造业水平的提升,控制理论与计算是其中的关键问题之一;然而,核心高科技无法引进。“面对禁运,只有独立自主,自力更生。”钟万勰说。
H∞鲁棒多变量控制理论是实现最优控制的基础理论,钟万勰将他创建的状态空间法应用到最优控制理论中,取得了新的突破,诞生了我国自己的H∞鲁棒多变量控制理论。

再者,钟万勰攻克了一个世纪以来,国外动力学数值计算一直使用差分法、只能得出近似解的关键问题,创建了精细积分算法,其数值计算结果逼近计算机上的精确解。

在H∞鲁棒多变量控制理论创建后,钟万勰又率领团队开发出最优控制系统设计与仿真工具箱PIMCSD
Toolbox,它具有目前流行的国外开发的Matlab、SLICOT等控制工具箱所不具备的功能和特色,对机器人操作的快速机动,制导武器的精确打击和拦截,卫星编队队形的重构以及飞机起飞、降落阶段的姿态调整等,都在发挥和必将发挥重要作用。

进而,钟万勰把模拟理论和精细积分算法应用到振动理论、波的传播和最优控制理论中,都取得了意想不到的满意效果。至此,力学中多门学科相互联系的公共理论体系初步形成。

他亲自率团队将他的成果应用于实践,与多个我国高端制造业重大重点工程单位开展紧密合作。自2008年始,他们多次到中国航天科技和科工集团作鲁棒控制H∞等理论的报告,对科技工作者进行理论指导和技术交流,并把他们开发的有关数值仿真软件系统介绍给中国航天科工集团,让中国控制算法早日摆脱受制于人的困境,为中国人争气。

“行成于思,毁于随,随了多少年了,岂能总是随着别人转?反客为主,走自己的路!”

曾率先在国内发展计算力学

钟万勰从1959年为著名科学家钱伟长做助手时、接受著名科学家钱学森的指派,进行突破前人的理论研究;到1989年他理论体系的初步建立;再到1996年5月23日在铁木辛科曾工作的世界著名应用力学研究所,做了突破铁木辛科理论的报告、产生广泛影响;30年求索,终于获得回报,代表作《计算结构力学与最优控制》、《弹性力学求解新体系》,奠定了他在国际力学领域里重要学术地位,被国际学术界公认为“传世之作”。

钟万勰一生可谓历经坎坷,但他对科学的追求始终没变。“文革”“反右”身处逆境,在时任校长钱令希院士保护下,钟万勰顶着压力,为我国核潜艇的研究和设计立下汗马功劳。

 “独复”“从道”:践行振兴民族之责任

计算机刚在中国大地上兴起时,学校组织了一支由钟万勰为首的小分队,到上海进行开拓,在国内率先发展计算力学,缩短了我国与国际先进水平的差距。自1970年代中期以来,面对国外制造业CAE程序系统的高端模块对我国禁运,钟万勰率领团队成功开发出以JIGFEX/DDJ为中心的一系列对经济建设极有实用价值的程序系统和集成SiPESC程序平台。

“落后就要挨打,要好好学习,为中国人争气”,父亲的教诲从小就在钟万勰骨子里扎下了根。

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中国崛起面临着国防现代化和高端制造业水平的提升,控制理论与计算是其中的关键问题之一;然而,核心高科技无法引进。“面对禁运,只有独立自主,自力更生。”钟万勰说。

H∞鲁棒多变量控制理论是实现最优控制的基础理论,钟万勰将他创建的状态空间法应用到最优控制理论中,取得了新的突破,诞生了我国自己的H∞鲁棒多变量控制理论。2007年《状态空间控制理论与计算》等著作问世。

“我们要走出自己的路来,我们要对自己有信心,道路自信。”

钟万勰在竭尽所能实践着中国人的自信、自主创新。

在H∞鲁棒多变量控制理论创建后,钟万勰又率领团队开发出最优控制系统设计与仿真工具箱PIMCSD
Toolbox,它具有目前流行的国外开发的Matlab、SLICOT等控制工具箱所不具备的功能和特色,对机器人操作的快速机动,制导武器的精确打击和拦截,卫星编队队形的重构以及飞机起飞、降落阶段的姿态调整等,都在发挥和必将发挥重要作用。

“洋程序全部行吗?”“尤其是非线性控制,是各国面临的挑战,这是我们的特色,既精确又快速;特别是现代战争,控制响应时间非常重要。”

他亲自率团队将他的成果应用于实践,与多个我国高端制造业重大重点工程单位开展紧密合作。自2008年始,他们多次到中国航天科技和科工集团作鲁棒控制H∞等理论的报告,对科技工作者进行理论指导和技术交流,并把他们开发的有关数值仿真软件系统介绍给中国航天科工集团,让中国控制算法早日摆脱受制于人的困境,为中国人争气。

 “独复”“从道”:矢志一生的追求

钟万勰一生可谓历经坎坷,但他对科学一往无前的追求,始终没变,从来都是以一名闯将的姿态,冲锋在学科发展的最前沿。

“文革”“反右”身处逆境,在校长钱令希院士保护下,钟万勰顶着压力,为我国核潜艇的研究和设计立下汗马功劳。

计算机刚在中国大地上兴起时,学校组织了一支由钟万勰为首的小分队,到上海进行开拓,在国内率先发展计算力学,缩短了我国与国际先进水平的差距。

自1970年代中期以来,面对国外制造业CAE程序系统的高端模块对我国禁运,钟万勰率领团队成功开发出以JIGFEX/DDJ为中心的一系列对经济建设极有实用价值的程序系统和集成SiPESC程序平台。

82岁的他至今天天坚持上班,怕影响搞科研,学校给他新房他不住,几十年住在老房子里,午间和大家一道吃食堂;“我不能迷失方向,一定要看到国际发展的动向。”“机会来了,就得抓住!”

采访最后,钟万勰播放了他截取电影《钱学森》中钱学森顶住压力的一段讲话视频,和他收藏的李克强总理强调科技创新的一段讲话,露出他的心声:“这就是鼓舞我前行的动力。”

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