張鍾俊

張鍾俊

張鍾俊(1915.9.23-1995.12.29),出生于浙江嘉善,自動控製學家,電力系統和自動化專家,中國自動控製、系統工程教育和研究的開拓者之一。

1935年獲美國麻省理工學院碩士學位,1938年獲美國麻省理工學院科學博士學位,1948年,張鍾俊寫成世界上第一本闡述網路綜合原理的專著《網路綜合》,同年在在中國最早講授自動控製課程《伺服機件》,1980年5月當選為中國科學院院士

張鍾俊長期從事系統科學、控製理論與套用的研究,在將系統工程用于戰略規劃和將控製理論用于工程設計方面取得豐富的成果和貢獻,開創了我國自動控製教育和研究的先河,他是我國自動化發展進程的開拓者和帶頭人,也是我國系統工程的首批倡導者和踐行者,為中國的電力系統、自動化技術和科學管理等領域培養了一大批專門人才,關于其影響有"北錢(錢學森)南張(張鍾俊)"之說。

  • 姓名
    張鍾俊
  • 國籍
    中國
  • 民族
  • 職業
    電力系統和自動化專家
  • 主要成就
    系統工程教育和研究的開拓者之一
  • 性別

資料背景

張鍾俊電力系統自動化專家,中國自動控製、系統工程教育和研究的開拓者之一。長期從事系統科學、控製理論與套用的研究,在將系統工程用于戰略規劃和將控製理論用于工程設計方面取得豐富的成果。

11為中國在控製理論趕超國際先進水準,為普及和推廣系統工程,為發展中國微型電腦的套用都有卓越貢獻。為中國的電力系統、自動化技術和科學管理等領域培養了一大批專門人才。

張鍾俊張鍾俊

生平簡介

1915年9月23日,張鍾俊出生于浙江嘉善的一個普通教員家庭。11歲為求學而離家,就讀于上海南洋中學。幼年的張鍾俊被譽為神童。他好學強記,興趣廣泛,思想敏捷,不管到什麽地方在什麽學校,他的成績總是最優秀的,數次跳級。

1930年9月,剛滿15周歲的張鍾俊即以傑出的成績考入交通部所屬的國立交通大學。該學院在校內以"基礎厚、要求嚴"著稱,嚴格的訓練為張鍾俊以後的科學研究奠定了扎實的基礎。

三峽水利工程三峽水利工程

1934年7月,張鍾俊由國立交通大學畢業,獲電機工程學學士學位,並以其出眾的學業獲得中美文化教育基金會的獎學金。是年9月去美國,進麻省理工學院電工系攻讀研究生課程。

刻苦鑽研

這所世界聞名的學府對研究生有嚴格的要求。由于發奮學習和刻苦鑽研,僅用了兩個學期張鍾俊就獲得碩士學位。又經過不到五個學期,他通過了科學博士的學位論文答辨。1937年12月,張鍾俊作為麻省理工學院第一個博士後副研究員留校工作,研究網路綜合理論。

日軍進攻華東

1938年,日軍進攻華東。9月,張鍾俊接到家信,得知杭州淪陷,舉家避禍湘贛。國破家危,張鍾俊心焦如焚,即日請假回國,取道香港,于10月到上海,在祖國的土地上,他看到了日寇的肆意猖狂,看到了同胞在淪為亡國後的悲滲,同時感覺到掘起的頑強不屈的民族精神。張鍾俊覺得作為一個中國人負有不容推辭的民族責任。他毅然放棄了回美國繼續做博士後的機會,回絕了美商要求他在上海電力公司任職的聘請,于11月進川,擔任武漢大學(當時已遷至樂山)電機系教授,時年24歲。不久校舍遭日機轟炸。張鍾俊遂去重慶,任國立中央大學電機系教授。

1939年底,張鍾俊與交通大學校友一起籌劃將交通大學遷往內地。1940年9月,分校成立,聘張鍾俊為電機系教授、系主任。1942年2月學校在重慶九龍坡重建。為了培養電信方面高級人才,在重慶國民政府交通部等單位資助下,學校委托張鍾俊籌建電信研究所。1943年電信研究所成立,張鍾俊任主任,研究所正式招收研究生,課程設定參照美國麻省理工學院和哈佛大學。

麻省理工學院麻省理工學院

1945年日本投降後,交通大學從重慶校區遷回上海徐家匯原址,張鍾俊繼續擔任電信研究所主任。在電信研究所其間,張鍾俊的研究主題是網路綜合理論。後期轉向伺服理論。1948年他用布朗(Brown)和凱姆貝爾(Camp-bell)合編的《伺服機構原理》為教材,向研究生講授控製理論。1950年他應邀在中國科學院長春機電研究所再次講授該課程。由此而在中華大地上開始了中國的控製理論的教學和研究。

1945年張鍾俊回到上海後便兼任上海市公用事業管理局技術室主任。1949年上海解放,1950年"二·六"轟炸後,張鍾俊為恢復和發展上海的電力事業做出很多貢獻。他主持了上海電網合並工程;領導了第一條過江電纜的鋪設;還針對轟炸後上海供電緊張的局面提出均勻負荷和節約用電的一系列措施,這些措施均為上海市政府採納。

三峽水利工程

由于院系調整,交通大學電信研究所並入中國科學院長春機電研究所。張鍾俊的主要研究方向轉入電力系統。他曾執筆編製了中國電力事業長期發展規劃,參加三峽水利工程規劃設計。

1962年他被聘為國家科學技術委員會電力組成員。1958年,張鍾俊擔任上海交通大學無線電和自動控製系主任。他又重新開展控製理論的研究。

現代理論

60年代前後,控製理論經歷了由經典理論到現代理論的飛躍。張鍾俊及時抓住控製理論的前沿課題,始終堅持理論與實際工程相結合,1964年,他在研究"遠航儀"時,採用了卡爾曼(Kalman)濾波技術。這是國內最早套用現代控製理論的範例之一。

1973年他主持了潛艇慣性導航研究課題。他向參加者講授了現代控製理論,並用這些理論于實際設計。該項目曾獲中國科學大會獎和上海市重大科技成果獎。1979年張鍾俊受聘為國家科學技術委員會自動化組副組長。1981年當選為中國科學院技術科學部學部委員。擔任國務院第二屆學位評議組成員、自動化學科組副組長。他主持的"系統辯識中實際問題的研究及套用"、"預測控製機理和大系統預測控製"和"廣義系統反饋控製設計方法"三項研究分別于1986年、1988年和1989年獲國家教委科技進步獎二等獎。

倡導者

張鍾俊還是中國系統工程和微型電腦套用的首批倡導者之一。1977年,百廢待興。張鍾俊及時提出系統工程方法來指導經濟建設。1978年,他訪美歸來就根據自己所見及時向有關方面建議普及系統工程知識和微型電腦的套用。1982年底,張鍾俊主持了新疆維吾爾自治區長期發展規劃咨詢,該課題于1984年完成,並于1986年獲上海市科學技術進步獎三等獎,得到中央領導同志的表揚。

麻省進修

對凸極電機短路的暫態過程研究獲得創新的見解

麻省理工學院

1934年9月,19歲的張鍾俊獲得中美文化教育基金會獎學金,來到美國馬薩諸塞州(舊譯麻省),進麻省理工學院電工系攻讀研究生課程。麻省理工學院是世界著名的工科學府,那裏總雲集著一批來自世界各地的優秀的科學家,備有介紹世界最新研究成果的各種資料。他培養學生註重開拓而不是知識的堆積,一踏進學院,張鍾俊象撲進了知識的海洋。他如飢似渴地學習,廢寢忘食地鑽研,僅用了兩個學期便通過了碩士學位論文答辯。為了攀登科學頂峰張鍾俊又繼續了博士研究生課程的學習。

文化大革命文化大革命

麻省理工學院對于攻讀科學博士學位研究生的要求相當高。研究生除了學習本專業的課程還必須選擇一門理學院的專業作為副科,副科要求掌握該專業大學大學部的核心課程知識,還要選學該專業兩門研究生課程。電工是張鍾俊的主科,他選擇數學為副科。

在數學系進修期間,張鍾俊結識了控製論的創始人-R.維納(Wiener)教授。維納給他講授傅裏葉積分,他深入淺出的講演,淵博的知識以及傑出的綜合能力給張鍾俊形象的啓迪。張鍾俊暗暗將維納的治學作風作為楷模,因而除了聽課還時常個別向維納討教,討論的內容常常超出傅裏葉積分。這段經歷對張鍾俊以後幾十年的科研產生了重要的影響。

麻省理工學院是當時少數幾個有權授于科學博士學位的院校之一。為了自己聲譽,他要求科學博士的學位論文不但內容完整而且要求獨特見解,張鍾俊的博士學位論文題目是《單相電機短路分析》。

研究凸極電機短路的暫態過程,這是一個多年來懸而未決的難題,其中涉及一個含周期變化的參數的微分方程的求解,張鍾俊聯想到天體運動規律的獲得,天文學家用傅裏葉級數來解這類周期參數方程。他大膽地將這種方法用到凸極電機短路的動態方程上,經過嚴格的論證和巧妙的推斷,他終于獲得了成功,他第一次在理論上獲得了這類電機一個模態常數。

該常數為另一名碩士研究生的實驗所證實。論文于1937年12月答辯,與會者對論文給予極高的評價,認為文中套用的方法不隻是對電機學,即使對數學研究也是一個創新。

電力事業

為發展中國的電力事業作貢獻

三峽水利樞紐

1950年夏,張鍾俊赴長春接洽電信研究所工作的移交事宜。事後他參觀了東北三省的建設情形,尤其考察了東北三省的電力事業,當時東北的工業水準在國內是比較先進的,這次考察使張鍾俊對中國的電力建設的現狀有了一個基本的了解。

1952年,根據高等教育部的指示精神,根據中國電力系統方面教育的現狀,張鍾俊決心翻譯一批蘇聯教材,以提高教學水準,自1953年起,張鍾俊翻譯了《電力系統穩定》、《電力系統短路》、《電力網及電力系統》、《電力系統暫態過程》和《動力系統運行方式》,還編寫了《電力系統電磁暫態過程》。這些書給中國的電力系統教學提供了一套完整的系列教材,不但在當時填補了國內的空白,而且有的書至今仍被高校選作課本。影響深遠。

1978年全國科學大會後恢復研究生製度1978年全國科學大會後恢復研究生製度

1956年,高教部指派張鍾俊出席國務院召開的中國長期(12年)科學規劃會議,為電力組成員。會議長達6個月,在決議階段,會議指派張鍾俊執筆電力系統這部分的規劃。該規劃對此後相當一段時間內中國的電力建設起著指導作用。

1958年,張鍾俊出席了中國科學院和水利電力部等四個單位聯合召開的"三峽水利樞紐工程技術研究會"。任電力組組長。他身臨實地進行考察,對發電機的安裝、電力傳輸和電機控製等多個方面闡述了自己的看法,並組織由他領導的上海交通大學輸配電教研室承擔了部分攻關項目。

會後,張鍾俊即著手在上海交通大學建立電力系統動態模擬實驗室。這是中國最早建成的大型控製系統實驗室之一。該實驗室為解決電力系統運行的穩定性、安全性以及電站各種自動控製裝置的性能測試提供了實驗場所。

鑒于張鍾俊在電力界的聲望和貢獻,國家科學技術委員會于1962聘請他擔任該委員會電力組成員。

控製理論

控製理論和套用研究的帶頭人

自動控製套用于生產

自動控製是張鍾俊最主要的研究領域。1946年,在研究網路綜合理論時,張鍾俊就採用復頻率的概念來描述兩連線埠和四連線埠網路的阻抗,這和當時才形成的控製理論中的傳遞函式概念和以後才出現的傳遞矩陣的概念是一致的。1948年,張鍾俊在交通大學電信研究所講授伺服原理、1950年在長春機電研究研究所又講了這門課程,這是中國歷史最早講授控製理論的記載。

為此,1988年8月,美國電子電工工程師協會(IEEE)的系統,人類和控製專業委員會在中國舉辦年會,該專業委員會主席將IEEE的會旗贈給張鍾俊,以表彰他在中國開創了自動化的教學和研究。

國際交流論文

1956年,張鍾俊及其助手完成論文"電力系統中有功功率與無功功率的經濟分布問題",論文運用運籌學方法首次建立了在各發電廠燃料消耗增益相等時的負荷經濟分布的條件,首次給出補償位置的選擇及其配置容量的計算方法,這是中國最早涉及最優控製的論文之一,文中提出最佳化模型與以後最優控製的提法是吻合的。該文後由科學出版社發行單印本作為國際交流論文。

和世界上許多傑出的科學家一樣,60年代初張鍾俊便以極大的熱情關註著卡爾曼和龐得裏亞金在控製理論中的新發展。1962年卡爾曼和布西提出了新的濾波設計的時候張鍾俊認識到新的理論已經脫穎而出了。1964年。張鍾俊將卡爾曼濾波技術套用到"遠航儀"的接收信號處理中,在中國開創了套用現代控製理論的先例。

矩陣方法和現代控製理論矩陣方法和現代控製理論

1973年,張鍾俊接受了潛航慣性導航課題,為此他編寫了《矩陣方法和現代控製理論》講義,向課題組成員講解現代控製理論,經過兩年的努力,該課題完美地結題。設計中,他們再次套用卡爾曼濾波技術對慣性導航系統的反饋信號進行處理,大幅度提高了導航精度。該項研究成果總結在論文"陀螺角速度漂移數學模型的辨識"中,論文獲中國科學大會獎和上海市重大科技成果獎。

研究方向

鑒于張鍾俊在自動控製理論和套用中一系列開創性的工作,1979年起擔任中華人民共和國國家科學技術委員會自動化學科組副組長。1981年當選為中國科學院技術科學部學部委員,自動化分組組員。

1984年,根據控製理論和電腦技術的發展,張鍾俊提出了以大系統理論為指導,以微電腦套用為突破手段、形成分散式電腦控製和信息管理的"工業大系統"研究課題,他勾劃了工業大系統的研究架構,分析了這類系統信息結構分散的特徵,論述了微電腦的基本控製作用,提出了電腦通訊,協調等一系列柔性生產新的研究方向。

卓有成效的研究

近年來,張鍾俊帶領他的同事們在控製領域的廣泛前沿開展了卓有成效的研究,在預測控製、魯棒控製、非線性控製和智慧型控製等領域取得了大量成果。

例如在預測控製方面,他們提出了控製和校正分離的新架構,提出雙重預測方法,研究了分散系統的預測控製;在非線性控製方面,他們建立了仿射系統的Yokoya-ma型,並用于觀測器設計和可線性化結構的研究,討論了非線性系統的分散擾動解耦設計和分散鎮定。這些成果不僅在國內,而且在國際上都具有先進性。

系統工程

系統工程的倡導者和實踐者

1977年,中國正從"文化大革命"走向安定和發展,百廢待興。發展規劃的製定隨即成為一個十分突出的問題,這一年張鍾俊出席了廣州召開的一次中國學術會議,並作大會發言。

在發言中,他結合國際上許多成功的範例,深入淺出地介紹了系統工程的觀點,內容和方法,提出在中國的四個現代化建設中應該推廣系統工程。張鍾俊的這次發言是中國最早提出套用系統工程的提議之一。

1978年,張鍾俊作為上海交通大學代表團成員訪問美國,訪問期間他與美國的許多系統工程專家交換了意見並訪問了國際著名的策略咨詢機構--蘭德公司。

在蘭德公司他領略了系統工程在規劃和決策中的作用,看到了系統工程實施的全過程,感受到這種方法帶來的巨大經濟效益,這對他在中國提倡和促進系統工程理論的套用起著極大的推動作用,回國後他經常奔波各地作報告,註意收集套用系統工程成功的例子。1980年,張鍾俊再度訪美、他在福羅裏達大學作了題為"系統工程在中國"的演講,引起了包括卡爾曼在內的一批科學家的興趣。

如果說做報告寫文章是宣傳系統工程,那末張鍾俊主持的新疆發展規劃的咨詢課題便是系統工程的一次實踐了。

發展規劃

1982年底,上海交通大學接受了新疆維吾爾自治區長期發展規劃的咨詢。該課題由張鍾俊主持。1983年1月,張鍾俊率領首批考察組來到新疆,希望通過實地調查能對新疆的資源、生產、消費和潛力等有一個具體的認識。張鍾俊帶領考察組成員上午聽取有關各方面的匯報,下午整理分析。以後又去各地實地考察。2月中旬,他們帶了豐富的感性認識和第一手資料返回上海。

不久自治區計畫委員會又送來了他們需要的資料50萬個。張鍾俊等對這50萬個資料作了整理和分析,通過定性和定量相結合的方法。箤取5萬個資料作為建立數學模型的依據,並決定以定量為主、定性為輔的建模方針。

又經過半年的努力,描寫巨觀經濟的系統動力學模型,反映各生產部門間相互依賴關系的投入產出模型和用狀態空間描述的動態經濟控製模型這三個大型數學模型建立起來了。同時完成了一個附屬的特爾菲型專家咨詢系統。

套用這些模型獲得了新疆地區90年代和本世紀末能夠達到的各項經濟指標。1984年9月,張鍾俊再次率領課題組到達新疆,向自治區各級領導匯報自己的研究成果,詳細說明了各階段可以實現的目標和應該註意的問題,明確了發展方向。《新疆巨觀社會經濟模型》是中國第一個採用系統工程方法建立的大型地區性社會經濟模型。這項研究成果獲1986年上海科學技術進步三等獎。得到新疆維吾爾自治區和中央領導人的表彰。

此後,張鍾俊還組織人員完成了牡丹江市,常熟市地區和中國鋼鐵工業發展規劃的咨詢。

培養人才

積極培養學科建設傳人

從美國回國後,張鍾俊始終在高等院校工作,1990年上海交通大學為他執教50周年(自1940年到交通大學工作算起)舉行慶祝會,表彰張鍾俊為培養學科建設傳人方面作出的傑出貢獻。

1978年全國科學大會後恢復研究生製度

1978年恢復研究生製度後,張鍾俊即擔任碩士研究生導師。1983年國家設定博士學位後,他又任博士研究生導師。1986年國家設定博士後科研流動站,他主持的博士點又首批建立了博士後科研流動站。自1983年以來,張鍾俊培養了34名博士,有3名博士後科研人員出站。

培養研究

張鍾俊培養研究生講究"實"、"嚴"、"新"三個字,"實"是基礎扎實。他要求每個博士研究生去選讀本校數學系的課程,使他們有扎實的抽象能力和分析能力,他還要博士研究生有電腦操作能力,這些扎實的基礎為博士生單獨從事科學研究創造了條件;"嚴"是指推理嚴格,張鍾俊對學生論文都要經過再三推敲,仔細審查其中的邏輯性,對其中出現的"顯然可得"這些容易忽視的地方特別註意其合理性;"新"是指選材要新,要敢于接觸那些前沿課題,在張鍾俊培養的博士中,他們的學位論文都以廣義系統、預測控製、機器人、魯棒設計,非線性系統等最前沿的課題作為研究對象。

突出成就

鑒于張鍾俊在培養科學技術傳人方面的突出成就,1988年他主持的博士點評為中國的重點,1989年,以他主持的博士點工作業績而寫成的材料"培養高質量博士,推動學科建設"獲得了國家級優秀教學成果獎。

個人簡歷

1915年9月23日出生于浙江省嘉善縣。

出生于浙江省

1930年9月考入國立交通大學電機工程學院。

1934年7月國立交通大學電機工程學院畢業,獲學士學位。獲中美文化教育基金會獎學金,進美國麻省理工學院電工系攻讀碩士學位

出生于浙江省出生于浙江省

1935年7月通過碩士學位論文答辯,繼續在美國麻省理工學院電工系攻讀博士學位。

1937年12月通過博士學位論文答辯,留校任博士後副研究員。

1938年9月離美回國,同年11月任武漢大學電機系教授。

1939年任國立中央大學電機系教授。

1940年9月任國立交通大學重慶分校電機系主任、教授。

1942年2月任重慶交通大學電信研究所主任,招收碩士研究生。

1945年隨重慶交通大學遷回上海,任交通大學電信研究所主任。兼任上海市公用事業管理局技術室主任。

1962年8月任上海交通大學無線電系和自動控製系主任,受聘為國家科委電力組成員。

1965年7月中國自動化學會第二屆理事會理事,常務理事。

1977年-歷任上海交通大學電腦科學系主任,電工和電腦科學系主任,電腦套用研究所所長,系統工程跨系委員會主任,自動化研究所所長。

1979年6月受聘為國家科委自動化科學學科組副組長。

1980年5月中國自動化學會第三屆理事會理事。常務理事,副理事長。

1980年7月受聘為中國科學院自動化研究所學術委員會名譽主任。受聘為中國科學院沈陽自動化研究所學術委員會名譽主任。

1981年5月當選為中國科學院技術科學部學部委員(中國科學院士)。

1981年6月任國務院學位委員會工學學科評議組成員,自動化分組副組長。

1985年-中國系統工程學會第二屆、第三屆理事會常務理事,中國自動化學會榮譽理事西北工業大學等30所大專院校,研究所的名譽校長或名譽教授或顧問教授。

1987年6月國家自然科學基金會第二屆學科評審組成員,第二屆國家自然科學獎勵委員會委員。

1995年12月28日在上海逝世

主要論著

1.《電工原理》張鍾俊編著 龍門聯合書局1951年8月。

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