序
2016 年歲末的一天,陳翰馥院士的一些學生和中國科學院系統控制重點實驗室的幾位同事聚在一起,自發地想為陳翰馥的八十歲華誕籌備一點賀壽事宜。當時議定的一件事是編輯一本影集,反映陳老師的八十年人生歷程和他與學生、同事共同經歷過的歲月掠影。七嘴八舌之下,有人提議:為陳老師寫一本傳記。程代展因平時喜歡舞文弄墨,成了眾人推舉的目標。
程代展回想起從1978 年到中國科學院數學研究所讀研,至今四十余年,不但在學術上得到陳老師的許多指導,而且在生活上、在人生道路上得到的陳老師的提攜和指點,更是不勝枚舉。這種亦師亦友的情誼不是只言片語所能表達的。關于陳老師的學問、為人等許多事情至今歷歷在目,感人至深。于是,在眾人的推舉下,程代展也就勉為其難地應承了下來。但畢竟術業有專攻,于是邀請了陳老師的博士后和長期合作者方海濤參與寫作和學術把關。而材料的組織、文圖的編輯,則是齊洪勝的特長,于是,便有了三人的寫作團隊。
在寫作過程中,我們多次同陳老師深談,同時,也采訪了他的一些學生和同事。在這個過程中,我們更加了解陳老師的思想、情懷,這令我們感觸良多:不僅看到了一位杰出的學者,更發現了一種高尚的人格,仿佛聽到一首感人至深的生命之歌。
陳翰馥1937年2月生于浙江杭州,1948年入浙江紹興縣立中學,后并入浙江省立紹興中學,1952 年因父親工作調動轉入上海復興中學。從中學起他就對數學產生了濃厚興趣,立志學數學。1954年高中畢業后被保送到留蘇預備部,在北京工業俄語??茖W校學習一年俄語。1955年暑期宣布留蘇學員分配方案,他被分到列寧格勒水運工程學院工程經濟系,這個專業和數學相距甚遠,但考慮到國家的需要,他和許多熱血青年們一道打點行裝,登上了北去的列車。
1957年暑期,陳翰馥在第聶伯河基輔港實習期間獲悉國家正在調整留學生專業,成為數學家的愿望又在他胸中燃起,他只身前往我國設在莫斯科的留學生管理處,力陳理由,申請更換專業?;蛟S是個人命運注定與數學有著不解之緣,他的申請獲得批準并于1957年秋季轉入著名的列寧格勒國立大學(今俄羅斯圣彼得堡國立大學) 數學力學系,許多國際知名數學家(菲赫金哥爾茨、法捷耶夫、林尼克、伊勃拉基莫夫等) 親自授課,以門門5分的成績于1961 年畢業,陳翰馥的導師挽留他繼續留蘇深造,但未能如愿。
陳翰馥回國后被分配到中國科學院數學研究所,1962年成為錢學森和關肇直創建的控制理論研究室首批成員,任研究實習員。1978 年陳翰馥被破格提升為中國科學院數學研究所副研究員,1979年10 月轉入新成立的系統科學研究所,1983年被評為博士研究生導師,1986年晉升為研究員,1987——1991年任中國科學院系統科學研究所副所長,1994年任中國科學院系統控制開放實驗室首位主任,1995——1998年任中國科學院系統科學研究所所長,現為中國科學院數學與系統科學研究院研究員。
陳翰馥于1987年和1997年先后兩次獲國家自然科學獎三等獎,1993年當選中國科學院院士,1996年當選美國電氣和電子工程師協會(IEEE)會士(fellow),2005年當選第三世界科學院院士,2006年當選國際自動控制聯合會(IFAC) 會士,2014年當選國際系統與控制科學院院士,2014年被評為“科學中國人年度人物”。曾任中國科學院數學與系統科學研究院學術委員會副主任(2003——2012年)、中國自動化學會理事長(1993——2002年)、中國數學會常務理事(1993——1999年)、國際自動控制聯合會理論委員會副主席(1987——1993年)、技術局成員(1993——2002年)、理事會成員(council member, 2002——2005 年)。曾任《系統科學與數學》和《控制理論與應用》主編,國內期刊《中國科學》《科學通報》《數學學報》《應用數學學報》《數學物理學報》和國際期刊Systems and Control Let-ters、Adaptive Control and Signal Processing、Stochastics and Stochastic Re-ports、Control and Cybernetics、Discrete Event Dynamic Systems、Nonlinear Dynamics and Systems Theory 等多家學術刊物編委。曾任Asian Journal of Control 及Kybernetes 的顧問,Birkh?auser 出版的系列書Systems & Con-trol: Foundations and Applications 的副主編(1988——2001年) 及顧問(2001年——)。
陳翰馥最初從事隨機信號的濾波、內插與預報,1966年他與合作者在《自動化學報》上發表了處女作《多項式疊加平穩過程信號的預報過濾問題》,之后由于“文化大革命”,研究工作中斷5年之久。1971年恢復研究工作后,他主要研究隨機系統的狀態估計及控制和對策等。從20世紀80年代至今,陳翰馥主要從事遞推辨識、隨機逼近及自適應控制的理論研究,這一時期完成了他迄今為止最重要的研究工作,使他逐步走向世界,成為使我國控制理論在國際學術界產生較大影響的學者。陳翰馥的主要學術成就如下。
(1) 20 世紀六七十年代,陳翰馥系統地研究了線性隨機系統能觀性和不用初值的狀態估計的聯系,給出了隨機能觀性和能控性的新定義,克服了以往這兩個概念在確定性和隨機性情形下不能統一的缺陷,當系統隨機能觀時,他還給出了不用初始條件的狀態估計的遞推公式,其代表性學術論文On stochastic observability and controllability (《關于隨機能觀性和能控性》) 是“文化大革命”結束后代表我國參加1978年在赫爾辛基舉行的IFAC第七屆世界大會的唯一論文,在會上宣讀后受到同行的重視和好評,并被推薦到IFAC學術期刊Automatica于1980年全文發表。在這期間陳翰馥的另一項代表工作是奇異隨機控制問題,他給出了使指標趨于最優的隨機控制序列,從而解決了這一曾在20世紀六七十年代長期沒有解決的問題。
(2) 在20世紀80年代,陳翰馥的研究轉向隨機系統的辨識和自適應控制。他于1982年發表在《中國科學》上的論文《最小二乘辨識的強一致性及收斂速度》較早證明了當常用的“持續激勵”條件不滿足且噪聲方差可能無界增長時最小二乘估計的強一致性。在此期間,他把當時在國際上流行的分析遞推算法的常微分方程方法和鞅方法結合起來,得到一大類梯度型算法收斂的充分條件,并把“小激勵”方法用到自適應控制中,使跟蹤誤差小于任一事先給定值,同時參數估計收斂到真值。加拿大P. Caines教授在他的專著Linear Stochastic Systems (John Wiley, 1988年) 中把這個條件稱為“陳氏條件”,并用相當大的篇幅引用了該結果。在隨機系統的辨識和自適應控制方面,陳翰馥與合作者給出了估計誤差的收斂(或發散) 速度,并用“衰減激勵”方法,給出最優隨機自適應控制,同時使系統的參數估計值收斂到真值。“衰減激勵”方法在國外學術刊物上被公開評價為“強有力的方法”。
(3) 在20世紀90年代,陳翰馥著重研究隨機逼近算法以及用隨機逼近算法解決系統控制和信號處理中的問題。隨機逼近算法從20世紀50年代初提出來后,廣泛地用于參數估計、優化等領域,但保證算法收斂所要求的條件不易滿足,從而這類算法應用范圍受到很大限制。早在20世紀80年代,陳翰馥就和合作者提出“變界截尾”的方法,不用再對未知函數限制增長速度,這種算法后來稱為“擴展截尾的隨機逼近算法”。陳翰馥致力于把收斂條件降到最低,使隨機逼近應用范圍大為拓廣。目前,擴展截尾的隨機逼近算法已成功地應用于非線性系統辨識、自適應控制、自適應濾波、大范圍優化、主成分分析等領域。
(4) 進入21世紀以來,陳翰馥的研究重點在系統辨識方面,特別是Hammerstein和Wiener系統等非線性隨機系統及變量帶誤差系統的辨識。目前對這幾類系統常用的辨識方法是對固定樣本數據集用優化方法求估計,當得到新的數據時,新的估計值不能用修正已有估計值的辦法遞推地獲得,所以當數據值能不斷獲得時,已有的方法并不適用并且也不能保證以概率1的收斂性。陳翰馥對Hammerstein和Wiener系統及線性變量帶誤差系統都給出了遞推辨識算法,并證明了算法給出估計的強一致性,對Hammerstein和Wiener系統,不僅在辨識而且在自適應控制方面也取得了進展,給出的自適應控制使調節誤差漸近地趨于極小值。
陳翰馥迄今為止發表期刊論文210余篇、專著8本,其中4本在美
國及荷蘭出版(John Wiley、Birk?auser、Kluwer、CRC Press 各出版一本),其余4 本在國內出版。他先后到加拿大、美國、日本、澳大利亞、法國、荷蘭、奧地利、中國香港等地做合作研究。1988 年他負責組織的IFAC系統辨識與參數估計國際會議在北京成功舉行,對后來我國競爭主辦1999年IFAC第十四屆世界大會起了重要作用。陳翰馥參與了那屆會議的組織和領導工作,并擔任國際程序委員會主席,為會議的成功舉行做出了重要貢獻。
陳翰馥是國內隨機系統控制理論研究的先行者和奠基人。在他培養的學生中涌現出中國科學院院士、國家杰出青年基金獲得者、美國IEEE 會士等一批自動控制理論的領軍人物。陳翰馥院士為系統控制研究人才的培養、推動系統控制理論在中國的發展做出了杰出貢獻。




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