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那个天才告诉你“霍曼转移”最优(十二)

已有 3900 次阅读 2018-7-24 07:19 |个人分类:唯恐天下不乱|系统分类:观点评述| 历史是你我写的

博主按:1)不久前,湖南大学的退休教授童调生在科学网博文里谈到了1980年10月, 在广西桂林召开的全国控制理论及其应用学术会议(现在为中国控制会议,中国自动化学会控制理论专业委员会主办),他有一篇文章《一类最优控制问题的奇异解》未被录用,但被邀请参会。

1980年代初,在桂林阳朔,召开了一次,全国控制理论学术会议,我的论文《一类最优控制问题的奇异解》未被录用,但还是通知我参加会议,第一次参加全国性的学术会议,很兴奋。我带上研究生和同一个教研室的教师去桂林阳朔参加会议。经过请求,大会主委同意并安排我第二天在控制理论组宣读论文,刚开始宣读,我在黑板上写下了论文的题目,几乎还没有开始讲论文的摘要,会议的主持人就开口说,“你这是讲的什么东西?你不要宣读了,下去”我呆若木鸡,冷静了一会说,“等我把论文讲完,你们可以批评指教,”会议的主持人又以命令的口吻对我说;下去,我被我的研究生拉下了讲台,我愤愤的讲了一句,”只准州官放火,不准百姓点灯。”

童老师的文章后来发表在《自动化学报》上(“考虑电枢电感的电力拖动最小能耗控制及奇异解算法的研究”,可能是其中之一),我没找到1980年那一届会议全文,找到了1979年第一届全国控制理论及其应用学术会议全文,将一部分目录放到这里:

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我不去评论童老师和这些目录上那些人那时的工作质量和意义,只是将它们放到时间坐标上来看。近40年过去了,如果说影响,全世界控制理论界那一位都不如Kalman的影响大,因此是否宣读论文对个人命运的影响最大。公平地允许每个人都有“点灯”的机会,向别人介绍自己的工作才是最重要的,否则八十多岁的童老先生不会对于80年代初的事情依然耿耿于怀。我在这里写博文“声讨”那些期刊,不就是为了自己的工作有公平的机会吗。

童先生在博文中还说:

我对论文很有信心,是经过严格推导的一篇控制数学论文,在最优控制理论方面也是很有意义的,从此我到处鸣冤叫屈,我找到当时也在阳朔参加会议的北京大学的数学力学系的黄琳教授,他说,这个问题很多人都还没有接触到,大概是不懂吧。

奇异控制是来源于1950年代做航天控制那些人的工作,1960-70年代得到发展。钱学森和他的学生1951年工作似乎是第一次(或者相当地早)遇到了奇异问题,

Tsien, H.S. and Evans, R.C.,  Optimum Thrust Programming for a Sounding Rocket, Journal of the American Rocket, Vol.21, No.5, 1951, pp. 99-107.

但他们错过了为“奇异控制”发展理论的机会。

有趣的是,北大的黄琳老师在2014年一篇《我所认识的老秦》文章中回顾了童先生参加的这届控制会议,这里老秦是秦化淑教授。

八十年代初自动化界首先开展起学术活动的是控制理论界。从国际的视野看现代控制理论已发展了近二十年,而中国从文革的萌发到结束后能正常开展研究工作几乎占去了近十五年的时间, 十五年的落后对于中国控制界来说是严酷的,基础不足、 信息不灵、 方法陌生成为我们追赶国际先进水平的障碍;而中国的工业和国防由于文革的破坏当时正在恢复正常生产,还没有条件凝出科学问题;文革中在政治思想上的极左虽然得到了初步的清算,但科研上的极左思潮远未得到清理,这些因素使得八十年代初的中国控制会议总是在充满激烈的争论中进行,这种争论常常不计对现实的科学问题而是围绕着理论有什么用、 是否脱离实际等问题而展开不可能有共识的争吵。给我印象很深的是1980年在桂林召开的会上有位先生在别人报告以后并不计对报告的内容发言而是向组织会议的发难质问 “为什么在会上看不到应用方面的好文章” 以挑起争论,类似的争论几乎每年开会都有。同时由于中国控制界对国际上已经发展起来的现代控制理论并不很熟悉, 一些学者埋头学习力图做出有价值的工作,也有一 些人企图走捷径把现代控制理论巳有的概念和结论,编造出新的名词重新包装当作重要成果发布,而这也必然引发学术界的争论。

黄老先生这里提出了“理论与实际”二者关系问题。从中国自动化学会控制理论专业委员会在1981年的《自动化学报》上为这次会议发表的简讯看,中国的控制届达成了如下共识: 

代表们认为,在加强控制理论的基础理论研究的同时,需要进一步加强理论联系实际,把现代控制理论中较成熟的科研成果应用到我国工业生产和国防现代化建设中去,要从实际工作中提出课题,研究实用的分析与设计方法;从事理论研究和应用研究的科技工作者,既要有分工又要密切配合,加强协作,搞好团结,把我国控制理论及其应用的水平提高一步。 为了把现代控制理论应用到生产实际与国防建设中去,要重视并积极开展控制系统的计算机辅助设计的研究。会议希望有关单位对这项工作给予支持,大力协同,尽快做出具有实用价值的计算机软件系统。 

考虑到“理论联系实际”、奇异控制的重要性以及对中国控制理论界的新颖性,童老师的文章出现在那个1980年10月第二届全国控制理论及其应用学术会议,用单田芳老人家的活说:是无可无不可。文章的录用和介绍对童老师的个人事业的影响很重要,我猜测,如同我们的霍曼转移文章。

37年过去了,现代控制理论中较成熟的科研成果是否已经应用到我国工业生产和国防现代化建设中去了呢?有没有做出具有实用价值的计算机软件系统?控制理论专业委员会目前有没有结论,对我来说不重要,也没有关系。 不过我第一篇英文期刊的文章,首先投到《自动化学报》被拒,理由是文章太长和对实际无用,后来它在国际自动控制联合会期刊 Automatica 发表,有引用,尽管很少,但对别人的工作有实质性影响。

科技导报在2017年科学网上报道了黄老先生对中国控制理论发展的建议。他说:

智能科学技术的出现是当今信息科学技术发展的一个具里程碑意义的事件,它将为控制科学的发展提供新的思路、理论和方法,我们必须紧紧抓住这个机遇,把智能科学技术的发展与控制科学的实际结合在一起发展智能控制。

我猜这一定是感慨于AlphaGo的成功。AlphaGo的成功来自于西方的赌博文化,来自于那些非常适合于做理论研究的各种赌博,同时控制理论也隐藏在其后,将智能科学与控制理论做切割并无必要。

为以上两位老先生“吹牛”,已经违背了我定下的规矩,自打我的工作被那个不靠谱的学术界藐视,我就决定写博文只为自己“吹牛”。对了,说到理论联系实际,我们这篇“霍曼转移”的文章就是理论联系实际的结果呀。

黄老先生对中国控制理论发展的建议以及我们文章被拒,可见非但科学家有国籍,科学也是有国界,甚至科学已经成为那个不靠谱学界的一种为他们自己前程服务的工具。

2)Great reviewers always see the merit of manuscripts, and inappropriate reviewers never miss any trivial. 了不起的评阅人总是看到稿件的优点,而不合适的评阅人从来不放过任何琐事。 

十二、中国人的工作

依据中国知网,我们找到了1990年代两篇关于轨道转移最优性的中文文章,其中一篇是

余梦伦,“地球同步卫星的发射轨道的选择”,1990年2月第一期,21页-27页,中国空间科学。

另外一篇则针对的是“霍曼转移的最优性”

李大耀,李大治,“两圆轨道之间双脉冲式最优转移的进一步讨论”,1991年12月第六期,1页-10页,中国空间科学。

这里简单地将后面文章的关键点png图片放在这里,不介绍细节

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二位李老师的工作考一般情况,共面、同心、同向的霍曼转移是其特例。他们将轨道转移问题定义为有等式和不等式约束的非线性规划问题,采用了拉格朗日乘子法和库恩-塔克定理将不等式约束转化为等式约束,使用了最优解满足的一阶必要条件。在偏心率和半通径坐标下,论证了最优性,这种方法和以往方法类似;比如Vertregt 1958年的工作、Cornelisse等人1979年的书(有1986年中译本)以及其他人的工作。该文也引用了 Marec 的书。我们工作和此文的区别是非线性规划问题不同,同时严格全局、局部最小解通过二阶充分条件被论证。



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