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在2008年布拉格举行的IFAC大会上,卡尔曼在大会发言时说了一句话:
“(搞控制)要先把物理搞对,剩下的就是数学。”(Get the physics right, the rest is mathematics.)
我觉得卡尔曼在以他50多年的学术生涯,告诫大家做控制要在物理和数学之间取得平衡。所谓物理,就是要对被控对象进行深入的研究和理解,体现在建立精确的数学模型,而且是动态的。所谓数学,就是在给定模型的情况下,设计控制器、分析稳定性和进行仿真。控制器的实施/投运,又属于物理部分。所以控制的过程是:从物理出发,经过数学,再回归物理。
自从卡尔曼用线性代数和最小二乘法解决了多变量线性系统的控制器的设计和分析后,控制界逐渐被数学化,即总是假设模型给定,然后就是定理-证明,定理,那个证明。。。假设条件呢?以能发表文章为出发点而定,管它有用没用。控制期刊也逐渐被“数学家”把持,文章不按“定理-证明”的八股写,很难发表。这种怪象是从美国开始的。
为什么会这样?我认为是被美国军方惯的。自动控制对制导、航空和航天至关重要,所以在冷战时期美国军方和基金委给搞控制的学者提供太多的研究经费而不问结果,让一圈子的人大玩学术游戏。写理论文章比搞实用要容易,另外西方学术的传统理念是理论比技术高级。冷战结束后,军方和自然基金给控制界的经费逐渐减少,美国控制界的日子开始难过起来,直到最近有人说美国的控制学科已经被灭掉了。现在美国的控制家们一窝蜂地去搞生物控制了。
既然美国人数学得把控制都灭掉了,大家就不用屁颠屁颠跟着学了。你不想把自己也灭掉吧!中国的控制要发展,接受美国人的教训会很有益的。(我母亲曾经告诉我,接受别人教训的人是聪明人。)
这里没有贬低理论家的意思。理论是阳,技术是阴,阴阳平衡,控制才能健康繁荣。国际控制界现在的问题是过于强调数学与分析性,藐视方法与技术的工作,阳气太盛,不接地气。
按中国人的智慧,需要补阴,强调控制的物理性,要接地气。
究竟要怎么加强控制的物理性呢?大家可以各显神通。我自己的方式是花多年的精力搞懂一个行业,深入理解该行业对控制技术的要求,发现问题,然后提出自己解决办法。过去的20年我在石化工业做出了一些有益工作。近几年带着这些成果进入电厂控制领域,向电力专业的专家们学习,已得到一些好想法。如果你觉得这是好办法,你可以搞钢厂的预测控制与优化,还有水泥厂、化肥厂、航空航天等等。还有一个更大的领域,那就是网络世界。
我的所有学术文章都是在过程控制应用中发现问题和提出解决办法的总结,能直接或间接应用。虽然我的文章数学性不强,但有些学术上还是有意思的。而且越写学术性越强。(不是数学性。)
搞控制要找问题来解决。你可以把自己关在办公室在文献堆里找问题;我喜欢在工业现场找问题。
控制真要死的话,谁也救不了。我认为按物理的方法搞控制,还能做很多很多年。在这过程中,一定会诞生新的控制理论和方法。
以后会再写几篇这方面的想法。。。
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