基本資料
中文名:高為炳
外文名:Gao Weibing
國籍:中國
民族:漢族
出生地:河南省衛(wèi)輝市
出生日期:1925年12月15日
逝世日期:1994年3月30日
職業(yè):科學(xué)家,教育家,控制理論專家
畢業(yè)院校:西北工學(xué)院,哈爾濱工業(yè)大學(xué)
代表作品:《運動穩(wěn)定性基礎(chǔ)》,《變結(jié)構(gòu)控制理論基礎(chǔ)》
人物簡介
高為炳,河南省衛(wèi)輝市人,自動控制專家,航空教育家,中國科學(xué)院院士。
在四十余年的科研工作中取得多方面的成果:在非線性控制系統(tǒng)理論研究中,在絕對穩(wěn)定性及用諧波平衡法研究含多個非線性元件的系統(tǒng)等方面取得了重要成果;在變結(jié)構(gòu)控制理論研究中首創(chuàng)了“趨近律方法”,得到廣泛應(yīng)用;在大系統(tǒng)理論研究中提出了穩(wěn)定性分析的多層結(jié)構(gòu)分解法和動態(tài)遞階控制方案;在機器人控制方面,獨創(chuàng)了多機器人協(xié)同工作的“主—助”控制策略;在航天控制研究中,提出了大型空間柔性結(jié)構(gòu)狀態(tài)觀測和控制的新方法。
人物生平
高為炳,1925年12月15日生于河南省汲縣(今衛(wèi)輝市),小時候目睹了國民黨政府的腐敗,飽受列強欺凌,又從書上讀到愛迪生的故事,使他從小學(xué)時就有了做一個發(fā)明家,用科學(xué)救國的強烈愿望。因此他學(xué)習(xí)非??炭?,總希望學(xué)到更多的知識來實現(xiàn)自己的理想。高中畢業(yè)后,家里給他在郵局找了工作,但他卻決心離開家鄉(xiāng),外出求學(xué)。他先去南京上大學(xué),日軍進攻南京時,又長途跋涉去后方西安上學(xué)。一路上歷盡艱辛,有一次還被土匪搶劫一空。這些都沒能動搖他繼續(xù)求學(xué)的決心,最后終于考取西北工學(xué)院航空系。在那里他有幸受到國內(nèi)許多一流學(xué)者的教誨,其中給他印象最深的是:當(dāng)時剛從美國回來的王俊奎教授上第一節(jié)課就給同學(xué)們散發(fā)了自己剛在國外發(fā)表的論文,論述了對導(dǎo)彈進行改進后可提高射程許多倍。這在高為炳思想上產(chǎn)生很大震動。他說,這時他才懂得什么叫科學(xué)研究,也使他的理想從當(dāng)一個發(fā)明家變?yōu)樽鲆粋€科學(xué)家。在以后的幾十年中,他的這一理想和信念從未動搖過
個人履歷
1925年12月15日出生于河南省汲縣(今衛(wèi)輝市)。
1944-1948年在西北工學(xué)院航空系學(xué)習(xí)。
1948-1950年任西北工學(xué)院助教、講師。
1950-1951年任清華大學(xué)航空系講師。
1951-1952年哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生畢業(yè),任理論力學(xué)教研室主任。
1952-1994年任北京航空學(xué)院(后更名為北京航空航天大學(xué))講師、副教授、教學(xué)研究科科長、理論力學(xué)教研室副主任、教授、第七研究室(系統(tǒng)與控制研究室)主任,研究生院副院長。
1994年3月30日病逝于北京。
曾經(jīng)任職
高為炳曾任中國航空學(xué)會常務(wù)理事,自動控制專業(yè)委員會主任,中國自動化學(xué)會常務(wù)理事,國務(wù)院學(xué)位委員會自動化學(xué)科評審組召集人,國家自然科學(xué)基金委自動化學(xué)科評審1組組長,國家教委科技委自動化學(xué)科組組長,人事部博士后管委會專家組成員等職。他還擔(dān)任《控制與決策》副主編,《自動化學(xué)報》編委,美國《電子電氣工程師協(xié)會工業(yè)電子學(xué)匯刊》國外副主編,中國科學(xué)院機器人學(xué)開放實驗室學(xué)術(shù)委員會主任,國內(nèi)10所大學(xué)的名譽教授、顧問教授或者兼職教授,是我國自動化領(lǐng)域德高望重的學(xué)術(shù)帶頭人之一。
主要論著
1高為炳.運動穩(wěn)定性基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,1987
2高為炳.非線性控制系統(tǒng)導(dǎo)論.北京:科學(xué)出版社,1989
3高為炳.變結(jié)構(gòu)控制理論基礎(chǔ).北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,1990
4高為炳,霍偉.大系統(tǒng)的穩(wěn)定性、分散控制及動態(tài)遞階控制基礎(chǔ).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1994
5高為炳.變結(jié)構(gòu)控制的理論及設(shè)計方法.北京:科學(xué)出版社,1996
6高為炳.關(guān)于非線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題.自動化學(xué)報,1964,2(1):16-27
7高為炳.用諧波平衡法研究具有幾個非線性元件的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng).自動化學(xué)報,1964,2(3):136-145
8W.B.Gao.Ontheabsolutestabilityandstabilitydegreeofnonlinearsystems.ScienceSinica,1966,XV(l):107-122
9W.B.Gao.Themultilayerstructure,stab
技術(shù)成就
非線性控制系統(tǒng)理論研究成果卓著
高為炳是我國最早從事非線性控制系統(tǒng)理論研究的學(xué)者之一。早在60年代就對Lur’e直接控制系統(tǒng)開創(chuàng)性地引入了“消除中間變量法”,導(dǎo)出了最少保守性的絕對穩(wěn)定性判據(jù),迄今仍是國際上同類工作中最好的結(jié)果,并為1969年出版的著名著作《NonlinearDifferentialEquationsofHighOrder》所索引。他解決了用諧波平衡法研究含多個非線性元件系統(tǒng)的自激振蕩問題,對強迫振蕩的存在性條件和自激振蕩的穩(wěn)定性等問題的研究得到了重要結(jié)果。他還提出了“諧波線性化D-域方法”,系統(tǒng)解決了二階非線性系統(tǒng)的多類穩(wěn)定性問題。他的這些重要研究成果被錢學(xué)森、宋健的名著《工程控制論》索引。
進入80年代后,高為炳和他所指導(dǎo)的研究生對現(xiàn)代非線性控制理論中的一批基本問題開展了系統(tǒng)和深刻的研究,發(fā)展完善了動態(tài)擴張算法,發(fā)現(xiàn)了非線性系統(tǒng)新的不變量——本性秩,解決了非線性系統(tǒng)最小階動態(tài)
培養(yǎng)科研人才
高為炳在教育戰(zhàn)線耕耘一生,從50年代起就因課堂教學(xué)效果好而成為北航具有極高聲譽的優(yōu)秀教師,深受學(xué)生尊重和愛戴。“文化大革命”后他開始指導(dǎo)研究生。他對研究生一貫堅持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求。他曾在討論班上給研究生做了《科學(xué)研究與博士論文的典范》的報告,報告中給出的科學(xué)研究典范是現(xiàn)代控制理論的創(chuàng)始人卡爾曼,博士論文典范是穩(wěn)定性理論的創(chuàng)始人李雅普諾夫。他認(rèn)為只有敢于提出高標(biāo)準(zhǔn),才可能在科研中有所突破,他激勵研究生學(xué)習(xí)科學(xué)大師的治學(xué)態(tài)度和研究方法,樹立起一生從事科學(xué)研究的榜樣。盡管高為炳熟知世界自動控制學(xué)科發(fā)展動態(tài),又有在隨身攜帶的小本上記下許多待研究課題的習(xí)慣,但他從不給學(xué)生指定具體研究課題,而是要求研究生全面了解和仔細(xì)分析所從事研究方向的歷史和現(xiàn)狀,自己找出世界前沿課題。他說他指導(dǎo)研究生的原則是:可說可不說的不說,可多說可少說的少說,盡可能發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。在他看來,導(dǎo)師“扶”出來的研究生在當(dāng)今科
所獲獎項
變結(jié)構(gòu)控制理論是50年代由蘇聯(lián)學(xué)者創(chuàng)立的一種控制系統(tǒng)設(shè)計方法,經(jīng)典的變結(jié)構(gòu)控制理論主要研究用相變量描述的單變量線性系統(tǒng)。進入80年代以來,受控對象、運行環(huán)境和所要完成的任務(wù)越來越復(fù)雜。如何設(shè)計控制器,使得受控系統(tǒng)對外部干擾及內(nèi)部參數(shù)變化具有較強的魯棒性成為自動控制領(lǐng)域的中心課題之一。在這一背景下,變結(jié)構(gòu)控制理論由于其普遍適用性、對干擾的魯棒性、控制形式的簡單實用性等特點而引起人們的廣泛研究和應(yīng)用。用傳統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計多輸入對象的變結(jié)構(gòu)控制器時,會導(dǎo)致求解高階聯(lián)立不等式組,一般不能得到解析解,無法求出控制器。為克服這一困難,高為炳提出了“趨近律”方法。這一方法可將傳統(tǒng)方法中求解高階不等式組的問題簡化為求解一個簡單的代數(shù)方程,并通過適當(dāng)選取方程中的函數(shù)和參數(shù),可得到各種不同控制性能的變結(jié)構(gòu)控制器。這一方法從全新的途徑解決了多變量系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計問題,簡明有效,易于設(shè)計,且可推廣到多種類