師者簡(jiǎn)介
吳昭景，煙臺(tái)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院教授,，運(yùn)籌學(xué)與控制論學(xué)科帶頭人,，運(yùn)籌學(xué)與控制論碩士生導(dǎo)師,。IEEE學(xué)會(huì)系統(tǒng)控制分會(huì)會(huì)員,，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)信息物理系統(tǒng)控制與決策專業(yè)委員會(huì)委員,，第28,、29,、30屆國(guó)際控制會(huì)議CCDC國(guó)際程序委員會(huì)委員,。先后為本科生講授《數(shù)學(xué)分析》《實(shí)變函數(shù)》《泛函分析》《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》等課程,，為研究生講授《線性系統(tǒng)》《最優(yōu)控制》《非線性系統(tǒng)理論》《隨機(jī)控制》《自適應(yīng)控制》等課程。培養(yǎng)碩士研究生15名,，7位考取博士,。主要從事隨機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和非線性控制理論及其在機(jī)械、電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,。在控制論期刊《IEEE Trans.Auto.Control》和《Automatica》上發(fā)表論文19篇(長(zhǎng)文4篇),，出版學(xué)術(shù)專著1部。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng),。2012年度《IEEE Trans. Auto.Control》雜志杰出評(píng)審人,；獲IEEE ICCSS2016最佳論文獎(jiǎng)；獲山東省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(首位),，獲教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(第二位),；入選享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家工程和山東省有突出貢獻(xiàn)中青年專家工程。
“用大力有余,，入細(xì)心愈研,。”數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院吳昭景老師苦苦鉆研數(shù)十載,，在從這峰攀向那峰的追逐中,，探尋生命的廣度與深度。近日，煙臺(tái)市電視臺(tái)《煙臺(tái)故事》欄目對(duì)吳昭景老師進(jìn)行了專訪,，在故事中吳昭景說(shuō)：“是控制論重塑了我的人生”,。
長(zhǎng)和短
吳昭景今年49歲，自幼不善言辭的他,，卻對(duì)數(shù)字很敏感,，對(duì)數(shù)學(xué)有著濃厚的興趣。用他自己的話說(shuō),，這叫“有長(zhǎng)就有短,，有短就有長(zhǎng)?！奔议L(zhǎng)不認(rèn)字,，小時(shí)候家里所有涉及到數(shù)學(xué)的問(wèn)題，就由他來(lái)解決,。包括干建筑的父親在工作上的很多賬目,，都由他來(lái)算。
高考前,，一直被班主任看好的吳昭景卻因?yàn)檫B續(xù)幾天的失眠發(fā)揮失常,，考入濟(jì)寧一所專科學(xué)校,。?？茖W(xué)歷在數(shù)學(xué)方面本身缺的就多，而數(shù)學(xué)這個(gè)工具差了,，很多工作就做不來(lái),。一方面為了工作，一方面因?yàn)橐恢币詠?lái)對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛,，吳昭景不斷努力加強(qiáng)自己的數(shù)學(xué)功底,。2000年，吳昭景考取了曲阜師范大學(xué)運(yùn)籌學(xué)與控制論專業(yè)碩士,， 2005年又獲得東北大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)博士學(xué)位,。博士畢業(yè)，吳昭景來(lái)到煙臺(tái)大學(xué),，開始了他立德樹人,、培英育華的教學(xué)科研之旅。
控制論和“三國(guó)演義”
他希望自己的研究成果不僅僅是理論,，還要能夠運(yùn)用到實(shí)際,，因此選擇了繼續(xù)控制論的研究。吳昭景形象地介紹說(shuō)：“控制論與系統(tǒng)論,、信息論是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的三種橫斷科學(xué),，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)沿縱向細(xì)化和橫向交叉兩個(gè)不同趨勢(shì)發(fā)展所形成的‘三國(guó)演義’,。真是‘天下大勢(shì)，合久必分,，分久必合’,。比如，手機(jī)是一種加工信號(hào)的裝置,，這個(gè)有機(jī)的裝置就是系統(tǒng),，信號(hào)中傳遞的就是信息，智能加工信號(hào)的方式就是控制,?！?/p>
數(shù)學(xué)的魅力之于吳昭景，便是專精于一域不斷攻克一個(gè)又一個(gè)難題,。吳昭景說(shuō)：“數(shù)學(xué)的魅力在于難，不難沒意思,。學(xué)了,，解決了，就會(huì)覺得沒意思,，然后又要找難一點(diǎn)的,、更難一點(diǎn)的。因此,，學(xué)數(shù)學(xué)就要不停地學(xué),，學(xué)的東西會(huì)越來(lái)越多?！眳钦丫熬瓦@樣一直不斷向前,，在對(duì)控制論的探索中，體會(huì)個(gè)中深度和廣度,。最初,，他主要從事非線性系統(tǒng)的隨機(jī)控制的理論研究，而在學(xué)習(xí)了一系列系統(tǒng)理論與控制理論的課程基礎(chǔ)之上,，要做隨機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析就要學(xué)習(xí)隨機(jī)微分方程,，學(xué)習(xí)隨機(jī)微分方程必須先學(xué)隨機(jī)過(guò)程，學(xué)隨機(jī)過(guò)程必須學(xué)習(xí)概率論,，學(xué)習(xí)概率論必學(xué)測(cè)度論,。
最近10年，吳昭景的所有課程使用的都是自編教材,，都是他學(xué)習(xí)諸多課程的切實(shí)心得,。吳昭景說(shuō)：“我把自學(xué)測(cè)度論、概率論,、隨機(jī)過(guò)程,、隨機(jī)微分方程和隨機(jī)穩(wěn)定性論的心得體會(huì)編入了《隨機(jī)引論》的研究生教材中,，然后給研究生開設(shè)《隨機(jī)控制》，最近又增添了《線性系統(tǒng)理論》和《最優(yōu)控制》課程,。同時(shí)我也給本科生上《實(shí)變函數(shù)》《泛函分析》課程,。”吳昭景介紹,，《實(shí)變函數(shù)》《泛函分析》是兩門有深度的本科數(shù)學(xué)專業(yè)課,。
“第二種方案”和隨機(jī)小增益定理
比起學(xué)習(xí)和教學(xué)，對(duì)吳昭景來(lái)說(shuō),，更大的挑戰(zhàn)來(lái)自于對(duì)控制論的科學(xué)研究,。2003-2005年讀博，吳昭景接觸到著名的“小增益定理”的研究,。吳昭景介紹：“基于美國(guó)學(xué)者Jiang Zhongping的非線性小增益定理,，我們提出了隨機(jī)的非線性小增益定理。當(dāng)時(shí)有兩種方案,，一種是范數(shù)型的,，另一種是Lyapunov(李雅普諾夫)函數(shù)型的。第一種方案較為保守,，但當(dāng)時(shí)的研究能力也只能用第一種方案,。結(jié)果投出后，一審就在頂級(jí)期刊《Automatica》按長(zhǎng)文暫時(shí)錄用,，小修后于2007年發(fā)表,。”事后,，吳昭景得知負(fù)責(zé)處理該論文的副主編曾發(fā)郵件給當(dāng)時(shí)也研究隨機(jī)小增益定理的中科院張繼峰研究員,，咨詢吳昭景等人的成果是否是獨(dú)立完成的。吳昭景說(shuō)：“張繼峰,，這位非常有良知的學(xué)者,，回復(fù)說(shuō)我們和他們的研究方法與思路都是各自獨(dú)立的。他們的成果投在了國(guó)內(nèi)的一個(gè)期刊?，F(xiàn)在看來(lái),，他們的成果一點(diǎn)也不比我們的差?！?/p>
吳昭景一直考慮用“第二種方案”來(lái)研究隨機(jī)小增益定理,。他遇到的第一個(gè)困難是如何處理Lyapunov函數(shù)的切換問(wèn)題。為此,，他暫停了小增益定理的思考,，開始了對(duì)切換方法的研究，并于2009-2013年間,，先后在《Automatica》和《IEEE Trans. Auto.Control》上發(fā)表了3篇隨機(jī)切換的論文,。切換導(dǎo)致了函數(shù)不光滑,，如何處理不光滑的Lyapunov函數(shù)成為了第二個(gè)困難。接下來(lái),，吳昭景選擇考慮隨機(jī)耗散性理論和隨機(jī)Barbalat引理的研究,，結(jié)果在2011年和2012年在頂級(jí)期刊《IEEE Trans. Auto.Control》上發(fā)表2篇論文。
2012年以后,，吳昭景又繼續(xù)了“第二種方案”的研究,，利用此前多篇論文的技巧，終于解決了這個(gè)問(wèn)題,，結(jié)果在2016年以長(zhǎng)文形式發(fā)表在《IEEE Trans. Auto.Control》上,。
一二三和道生萬(wàn)物
在隨機(jī)穩(wěn)定性純理論研究的同時(shí)，吳昭景意識(shí)到了在應(yīng)用轉(zhuǎn)化方面的不足,。他再度鼓起勇氣,，于2012年開始了機(jī)械系統(tǒng)的研究，由此開始了分析力學(xué)的自學(xué),，從控制和數(shù)學(xué)向物理上轉(zhuǎn)向,。吳昭景說(shuō)：“學(xué)習(xí)物理，對(duì)我而言確實(shí)有挑戰(zhàn),，主要是曾經(jīng)不多的物理知識(shí)也已經(jīng)20多年了，幾乎忘光了,。我首先要熟悉經(jīng)典的牛頓力學(xué),，然后才是抽象的拉格朗日力學(xué)和哈密頓力學(xué)?！笨朔睦砗椭橇Φ碾p重挑戰(zhàn),，吳昭景終于搞清楚機(jī)械系統(tǒng)的隨機(jī)控制問(wèn)題，提出隨機(jī)的向量反推技術(shù),。
2016年, 吳昭景開始思考機(jī)械系統(tǒng)控制算法的執(zhí)行器問(wèn)題,。 控制方法是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的結(jié)果，計(jì)算機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng),，首先要驅(qū)動(dòng)電機(jī),，再由電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，這樣又開始了下一個(gè)征程：電路系統(tǒng)的自學(xué),， 但這又必須先搞明白電磁學(xué),。 通過(guò)不懈努力，吳昭景又將向量反推技術(shù)用于機(jī)電系統(tǒng)的控制,。
隨后,，下一個(gè)挑戰(zhàn)又開始了，電腦中的電流是5v左右的極弱電流,，自然不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī),，這中間還需要由半導(dǎo)體組成的放大器,。因此，吳昭景又開始了電力電子學(xué)的自學(xué),，現(xiàn)在已掌握了脈沖寬度調(diào)節(jié)器的原理,。吳昭景說(shuō)：“脈沖就是(0，1)序列,，通過(guò)換向可以變?yōu)?-1,，0，1),，數(shù)字信號(hào)通過(guò)電壓傳遞與放大,。我從其中真正體會(huì)到了‘一生二，二生三,，三生萬(wàn)物’的奇妙,。”
新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換和專家力量
經(jīng)過(guò)多年的學(xué)科交叉學(xué)習(xí)和軟件的自學(xué),，吳昭景的研究項(xiàng)目已經(jīng)可以完成虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人控制,，這離最終的成果轉(zhuǎn)化已經(jīng)接近了臨界狀態(tài)。吳昭景說(shuō)：“至今為止,，拉格朗日方程能夠統(tǒng)一海,、陸、空機(jī)械與電力的各種機(jī)電設(shè)備,；我們的向量反推控制方法,，又與拉格朗日系統(tǒng)形成了絕配。我們發(fā)現(xiàn)向量反推技術(shù)可以統(tǒng)一現(xiàn)有的非線性控制的很多研究方法：反饋線性化,、滑?？刂啤o(wú)源性控制,，都可以用我們的方法把它們演化出來(lái),。”
吳昭景和他的團(tuán)隊(duì)聚焦國(guó)家科技創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)在需求,，適應(yīng)山東省發(fā)展新一代信息技術(shù)和實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能的總體布局,，融入煙臺(tái)市人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等前沿產(chǎn)業(yè)的具體規(guī)劃,。吳昭景表示：“從理論成果易于實(shí)際轉(zhuǎn)化的實(shí)用角度,，我們將研究機(jī)器人系統(tǒng)的隨機(jī)建模、數(shù)字化控制與虛擬現(xiàn)實(shí)仿真問(wèn)題,，這將有利于加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換,，助推地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。”
春日萬(wàn)物興,，天朗尚飛騰,。風(fēng)和日暖節(jié)令恰好，讓我們跟隨吳昭景老師的步伐,，為追求奮進(jìn),，為夢(mèng)想拼搏。
本報(bào)記者
