段廣仁教授（左二）在指導科研工作 （李貴才攝）


　　2009年1月9日，2008年度國家科學技術獎勵大會在北京隆重召開。我校航天學院長江學者特聘教授段廣仁等牽頭的項目 “魯棒控制系統(tǒng)設計的參數化方法與應用”喜獲國家自然科學獎二等獎，其中一等獎空缺。項目的5位主要完成者段廣仁、關新平、劉國平、張煥水和高會軍均是國家杰出青年基金獲得者，前3位還是教育部長江學者支持計劃獲得者。
　　 為了國家航天事業(yè)
魯棒是什么呢？帶著這樣的疑問，記者對團隊帶頭人段廣仁教授進行了采訪?！棒敯羰怯⑽膯卧~的音譯，文雅地說是穩(wěn)健、強壯，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、衛(wèi)星，小到電梯等控制系統(tǒng)，它們在惡劣的環(huán)境下或者危險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。”段廣仁教授的解釋清楚明白。
　　魯棒控制是20世紀70年代興起的控制理論分支，目前仍然是非?；钴S的研究領域，具有非常廣泛的研究內容。魯棒控制方法適用于以穩(wěn)定性和可靠性作為首要目標的應用。由于任何實際物理系統(tǒng)中都不可避免地存在參數變化，例如，元件老化、工況改變、數據錯誤等，因此關于不確定系統(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用價值。
　　20世紀80年代，我校“控制科學與工程”學科洞察國內外控制理論的發(fā)展現(xiàn)狀，并結合哈工大的航天特色，指導碩士生和博士生等對現(xiàn)代魯棒控制理論及其在航天控制方面的應用等關鍵問題進行了廣泛深入的研究，并為此后承擔國家重大課題奠定了堅實的理論和工程技術基礎。
　　其實早在20世紀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下，我校結合國家發(fā)展重大需求，特別是航天科技發(fā)展方面的需求，開展的相關研究已經涉及了魯棒控制理論和航天控制系統(tǒng)分析與測試等方面的一系列相關課題。
　　在航天領域中，存在著許多尚未解決、非常復雜的魯棒控制問題。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，我國亟待建設一支具有堅實基礎和較高自主創(chuàng)新能力的研究群體，而段廣仁教授為帶頭人的科研團隊就是這樣一支團隊。
　　“我們的研究瞄準國際魯棒控制領域的前沿課題和國家航天控制領域中亟待解決的控制問題，致力于將我們的先進控制理論研究成果有效地應用于航天控制的實際問題之中。”段廣仁教授強調。
　　基于目前國內外魯棒控制理論研究現(xiàn)狀以及我國航天發(fā)展需求，結合哈工大的航天特色，段廣仁團隊將魯棒控制理論方面的成果應用于航天控制之中。段廣仁教授說，團隊研究的方向細化起來就是，在魯棒控制理論研究中，以控制系統(tǒng)參數化設計方法與復雜系統(tǒng)分析與設計為著眼點，結合磁懸浮系統(tǒng)、尋北儀系統(tǒng)、衛(wèi)星控制、探月飛行器軟著陸等相關應用背景，解決魯棒控制理論中的重大理論與應用問題。“魯棒控制系統(tǒng)設計的參數化方法與應用”項目就是其中一個重要的創(chuàng)新成果。
　　 沉甸甸的創(chuàng)新成果
一般說來，一個給定系統(tǒng)的控制器設計要依賴于該系統(tǒng)的數學模型。然而，由于某些“不確定性”的存在，一個系統(tǒng)的數學模型不可能完全刻畫系統(tǒng)的特性，從而可能導致所設計的控制系統(tǒng)不具有滿意的控制品質。而魯棒控制則在控制系統(tǒng)的設計過程中考慮和處理了系統(tǒng)中的不確定性影響，使得所設計的系統(tǒng)對于系統(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，魯棒控制是通向實際控制應用的橋梁，具有重要的理論與應用意義。
　　段廣仁介紹說，控制系統(tǒng)設計的參數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構的所有控制律的完全參數化表示，然后通過進一步合理地選擇控制律中的自由參數來實現(xiàn)控制系統(tǒng)的其它魯棒性能要求。
　　依據上述參數化設計思想，段廣仁教授牽頭的課題組結合課題研究發(fā)表的相關學術論文被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；在國際自動控制聯(lián)合會的重要刊物上發(fā)表相關論文16篇；在IEEE會刊上發(fā)表相關論文48篇，其中長文20篇。5位主要完成人在魯棒控制系統(tǒng)設計這一大方向上合作發(fā)表的被3大檢索收錄的論文達88篇。
　　“魯棒控制系統(tǒng)設計的參數化方法與應用”項目的科學價值體現(xiàn)在3個方面：建立了控制系統(tǒng)參數化設計方法的理論基礎，提出了基本的控制系統(tǒng)設計的參數化方法，并將該方法用于各種魯棒控制系統(tǒng)設計和實際工程實踐，創(chuàng)立了關于魯棒控制系統(tǒng)參數化設計的一個完整體系，對控制理論的發(fā)展起到了推動作用；將所提出的控制系統(tǒng)設計的參數化方法成功地用于控制系統(tǒng)一體化設計、磁懸浮系統(tǒng)的魯棒控制和探月飛行器軟著陸的制導與控制，其結果具有重要的推廣和應用價值；研究成果不但被控制理論界廣泛引用，同時也被國內外學者成功地應用于結構振動系統(tǒng)與動力發(fā)電系統(tǒng)等實際工程控制，在國內外產生了一定的影響，提高了我國在該項研究領域在國際上的地位和聲譽。
　　一流的成果源于一流的團隊，說到這里該重點介紹一下段廣仁教授和他的團隊了。
　　 一流的創(chuàng)新團隊
“創(chuàng)新團隊成員主要由控制科學與工程學科、應用數學學科的中青年教授組成，形成了理工結合、交叉滲透的科學研究方向，并共享同一軟硬件研究平臺和相關研究成果，形成了既有獨立開展課題研究又有協(xié)作攻關的團隊?！倍螐V仁教授說，“創(chuàng)新必須有一支一流的創(chuàng)新隊伍，我們的團隊現(xiàn)在已經有了很強的實力，而且還在不斷發(fā)展和壯大?！?br>　　的確，這個團隊里有很多耀眼的科技之星。
　　項目負責人段廣仁教授是哈工大控制理論與制導技術研究中心主任、IEE會士、IEEE高級會員、教育部科技委學部委員、教育部長江學者優(yōu)秀創(chuàng)新團隊學術帶頭人。
　　團隊研究骨干、長江學者講座教授關新平校友是段廣仁的學生；團隊研究骨干、我校長江學者講座教授劉國平與段廣仁教授有10多年的合作研究，發(fā)表了許多高水平的科研論文；團隊研究骨干張煥水教授是國家杰出青年基金獲得者；團隊研究骨干高會軍教授是2008年國家杰出青年科學基金獲得者、教育部新世紀優(yōu)秀人才基金獲得者，全國百篇優(yōu)秀博士學位論文獲得者……“目前，圍繞現(xiàn)代魯棒控制理論與應用研究領域，我?？刂瓶茖W與工程學科逐步形成由近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伍，并通過相互協(xié)作和知識結構相互滲透，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隊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，晚上十一二點才下班是家常便飯，很多時候都是通宵達旦地工作。一年之中很多時間他都要出差，家里的事情很少有時間管?！倍螐V仁教授的博士生、團隊成員付艷明說。
　　當被問及此事的時候，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，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仁教授風趣地說，一是“還債”，因為很多工作都堆在那兒，未審的論文、要寫的報告……；二是“睡覺”，“覺總是睡不夠。另外，午睡是我的一個老習慣。睡完中午覺，晚上可以好好工作，否則效率就不高，但是下午經常有會，中午吃飯也總是會晚點。”對于段廣仁教授來說，午睡也是件很奢侈的事。
　　團隊各自職責明確，雖然在分工上有所不同，但是大家都有一種力爭上游的精神、不達目的不罷休的魄力。團隊經常要開會討論工作進展。這當中有許多有趣的小故事，對團隊來說也成了調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國家自然科學基金重點項目。由于時間緊迫，晚上上了火車，幾個人帶著筆記本就開始修改報告、準備答辯的工作了。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。結果火車票是買到了，卻買了雙份。最后，4個大教授只好到火車站排隊把多余的票退了。
　　“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦，沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點”，段廣仁教授及其團隊成員就是抱著這樣的信念，以國家需求為己任，面對未知領域的挑戰(zhàn)，愈挫愈奮，歷苦彌堅。一路的艱辛和一路的收獲已經屬于過去，他們的目標在更前方。