屠善澄

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屠善澄,自动控制技术专家。我国人造卫星工程开拓者之一。中国自动化学会的创建人之一。长期从事导弹、卫星、载人飞船控制系统的研究、设计工作。为《东方红二号》试验通信卫星研制与发射试验做了突出的贡献。为促进我国自动化科学技术的交流与发展和国际间的友好往来做出了重要贡献。长期担任兼职教授,首批博士生导师,培养了许多自动控制科技人才。

屠善澄 - 生平概况

屠善澄,1923年8月12日出生于浙江省嘉兴县(现嘉兴市),1945年毕业于上海大同大学电机工程系,担任了上海交通大学电机工程系助教两年后,于1948年2月赴美国康奈尔大学电气工程系学习,1951年获硕士学位,1953年获博士学位,随即在该大学任助理教授三年,1956年回国参加祖国的社会主义建设。屠善澄是我国著名的自动控制专家,长期从事人造卫星及其它运动物体的控制技术的研究。早期进行空空导弹和地空导弹的研究试验工作,以后又从事人造卫星及载人飞船控制系统的研究设计及仿真试验工作,取得了重要的预研成果。

1970年起从事我国试验通信卫星研制工作,任控制系统主任设计师。他主持了控制系统研制和飞行试验全过程,提出了地面自旋试验方案,保证卫星上天后正常工作。在通信卫星飞行试验过程中,为抢救第一颗试验通信卫星及解决第二颗试验通信卫星入轨后故障做出了重大贡献。试验通信卫星控制系统多年来一直保持良好工作状态,超过了三年的设计寿命。他荣获了国家科学技术进步特等奖,是卫星控制系统唯一的获奖者。

1987年任国家“863计划”航天领域专家委员会首席科学家,主持863计划航天领域的研究论证工作,提出了整个概念研究论证工作的指导思想和研究方法。在研究讨论航天领域总体发展蓝图,提出我国发展载人航天分三步走的建议,为载人飞船工程的技术、经济可行性论证提供了依据,并奠定了基础。

多次主持、参与自动控制工程技术重大问题的讨论决定,是中国工程院院士、国际宇航科学院院士、国际自动控制联合会(IFAC)理论专业委员会和空间专业委员会委员。

屠善澄同志热爱祖国,学风严谨,潜心钻研,在空间技术卫星控制系统等方面,做出了重大贡献。

他最早参与中国自动化学会的筹建,1961年中国自动化学会成立起,连续担任两届理事会秘书长、常务理事。他还担负了中国自动化学会与国际自动控制联合会早期的联络与事务处理;对促进我国自动化科学技术的交流与发展,和与国际上的友好往来,做出了贡献。

他诲人不倦,长期担任多个大学的兼职教授,是国内首批博士生导师。他还担任中国宇航学会理事,宇航学报副主编,自动化学报编委,国家自然科学基金委员会信息学部评议组成员。

屠善澄 - 奠定我国模拟计算机研制的技术基础

1956年9月起,屠善澄带领科技人员首先对国产电子管及极化继电器等元器件作出大量测试、筛选、老炼工作,在此基础上研制出DMZ—2,DMZ—4电子模拟计算机,满足了我国当时电子模拟计算机的需求,为后来的多种电子模拟计算机包括J331巨型机的研制奠定了技术基础。

屠善澄 - 为研制导弹控制系统出力

1961年起至1966年间,屠从事红外寻的制导导弹控制系统的研制工作。他首先分析了《7060》型号导引头及控制系统各组成部分的信息流程,并创造条件进行实验论证。不仅在理论上进行了变系数寻的末制导系统稳定性分析,还对导引头调制盘作出最佳的设计,开展了对空中目标各方向辐射特性的测试工作,研制成能探测典型空中目标(轰炸机、战斗机等)各个部位各种飞行姿态下目标辐射特性的红外辐射物特性测试仪,并在某些空军基地实测得典型目标的辐射特性及空间背景辐射特性,这在当时为国内首创,为后来研制低空防空导弹《541》型号提供了依据。在仿真试验方面,解决了能真实反映导引过程的目标成像特性的地面目标模拟器及舵机加载模拟器,在对全系统过程分析基础上建立了在整个制导过程中导弹与目标的相对运动、目标在导弹导引头上的成像特性,作用于导弹舵机上的气动力矩加载特性的半物理仿真系统,并与J331电子模拟机组合,进行了全控制系统的闭路仿真试验。

在中央专委下达的超低空地空导弹《541》型号的研制中,屠善澄任副总设计师,负责制导及控制系统的研制,设计研制了导引头,调制盘采用最佳滤波设计,快速舵机开关时间优于10ms,于1966年在20基地进行过两次飞行试验,达到预期效果。

屠善澄 - 贡献主要精力于人造卫星控制系统的研制

(1)屠善澄从1958年11月起,开始对人造地球卫星控制系统的研究工作。在调查研究的基础上,编写了“关于人造地球卫星的控制问题”,提出我国人造地球卫星的控制采用自旋稳定的方式,配合喷气或磁控作姿态调整,为后来我国发射的人造地球卫星控制系统提供了参考和技术依据。

(2)《东方红二号》试验通信卫星的研制《东方红二号》是我国第一颗长寿命同步轨道通信卫星,控制分系统是卫星的关键分系统,担任控制系统主任设计师,负责主持系统的方案选择,方案设计,控制系统研制及飞行试验过程;任务包括从卫星起旋直到定点,以及三年寿命期间卫星姿态,转速,轨道星地大回路测控方案的论证设计,测控软件设计,星地大回路实验以及星本体控制系统方案设计、研制直至飞行试验全过程。他在下列几项重大技术问题上,起了关键的作用。

1.确定姿态测量及控制方案《东方红二号》是一颗长寿命应用卫星,控制技术难度大,姿态确定方案采用在实际飞行过程不同时刻利用不同测量数据(红外地球弦宽及扫描地心角,太阳角,太阳地心夹角)的递推式扩展卡尔曼滤波方法,实现了较宽裕的发射窗口,用较短时间获得较精确的姿态确定值,从而使卫星较快实现机动变轨任务。多次飞行试验证明确定姿态测量和控制方案选择的正确性。

2.组织实现有我国特色的空间润滑系统消旋轴承是《东方红二号》双自旋卫星上关键部件,它保证在卫星自旋状态下,天线对地定向发射通信信号的实现。在明确总体要求后,对机械构形、材料、润滑机理进行了大量的研究分析,组织有关单位协力攻关,研制了有我国特色的空间润滑系统,已在五颗星上使用无故障,有40套在模拟高真空条件下,连续运转十年以上,这项技术成果,奠定了我国在空间润滑方面的基础。

3.消旋系统控制电机方案的选择在最初的系统方案中,选择了脉冲控制步进电机作消旋系统的执行机构,因考虑到步进电机易受脉冲干扰导致失步停转的故障,尽管当时技术上争议较大,时间进度上受很大压力,决定用无刷直流电机模拟量控制的方案,做出样机,组织了很强的技术队伍攻关,顺利赶上进度,完成了《东方红二号》卫星消旋系统控制任务。

4.在参加挽救两颗通信卫星中做出重要贡献1984年1月31日发射的第一颗星,因运载故障卫星未进入预定轨道,由于星地距离仅数百公里(正常为36000km),星上姿态测量仪器数据饱和,姿态确定软件不能正常工作,屠善澄作为控制系统主任设计师立即组织力量编制专用软件,确定粗略姿态,给星上发出指令,使星上远地点发动机点火工作,抬高了卫星的轨道,首次实现卫星转发电视信号,也使利用该星所做的一些试验成为可能。1984年4月8日发射的第二颗试验通信卫星,因能源系统电力有余,卫星持续对蓄电池充电,引起过充电而发热,在总设计师及总指挥的领导下,控制系统又冒较大风险,对卫星作了多次超出规定工况的姿态机动,改变了太阳光照与卫星的相对几何关系,经过数天努力,终于使卫星降温,并恢复正常,使这颗卫星随后连续工作四年以上,超过三年设计寿命。在已发射的五颗通信卫星中,控制系统未出现故障,屠善澄为此做了突出贡献。因而当《试验通信卫星及微波测控系统》获国家级科技进步特等奖时,屠善澄成为第五得奖人,也是控制系统唯一的获奖者。

屠善澄 - 筹划与推进“863计划”航天技术领域的预研

屠善澄在担任国家“863计划”航天技术领域首席科学家期间,他提出了整个概念研究论证工作的指导思想和研究方法,采用概念研究与勾划总体发展蓝图反复迭代,大系统、主题、专题、课题等各层次论证交叉进行、内外结合的方法;组织领导了总体发展蓝图的制定及概念研究综合报告的编写定稿工作,并亲自起草了综合报告中的“国外载人航天的发展道路和趋向”,和“我国航天事业发展的新阶段”两章。为了进一步阐明某些论点,又在综合报告的基础上于1991年12月28日写出“关于发展我国载人航天的意义与作用”一文。

在研究讨论总体发展蓝图时,他根据调查研究,提出发展载人航天分三步走的设想,即准备阶段,初期试验与配套阶段,各应用试验与开发阶段。在研究讨论组成载人航天大系统一些主要环节的技术途径时,主张以飞船起步,以尽快实现初步配套的空间试验研究为阶段目标,逐步发展,循序渐进,力争于21世纪初建成我国的载人航天工程大系统。

在处理发展载人航天与应用卫星的关系时,他提出密切结合相互补充的观点,指出载人与无人自动化相结合开发利用空间是今后发展方向。此意见已写入综合报告,并据此安排了遥科学预先研究课题。

屠善澄 - 促进自动化科学技术的交流与发展

屠善澄于1957年最早参与中国自动化学会的筹建,担任筹委会秘书,积极贯彻筹委会意图,使中国自动化学会成为较早组建的全国性学会贡献了力量。1961年12月在天津举行的中国自动化学会首届代表会议上,被选为第一届理事会常务理事,担任秘书长,直至1980年。在学会党组和理事长的领导下,他与常务理事共同协作,团结了许多自动化领域的专家,和自动化科技工作者,在开展学术交流,积极为国家重要科技政策提供建议,组织会务活动,建立地方性学会,普及自动化科学技术知识等方面,都做了不懈的努力。

他还是控制理论专业委员会第一、二届副主任,第三届主任,积极促进我国自动控制理论的发展,加强与国际上的交流。

屠善澄于1958年代表中国自动化学会理事长钱学森出席在瑞士苏黎世举行的国际自动控制联合会(IFAC)筹委会,再次体现了1957年在巴黎IFAC创办国工作会议上取得的成果,中国自动化学会是代表中国的成员国组织,是IFAC的发起者和第一批国家会员。

屠善澄于1960年作为中国自动化学会代表团成员,出席在莫斯科召开的IFAC第一届世界大会,扩大了中国在该组织中的影响,密切了与IFAC的联系。此后很长时间,中国自动化学会与I-FAC的联络和事务处理,大多是由他实施的。

屠善澄又于1963年参加中国自动化学会代表团,出席在瑞士巴塞尔举行的第二届IFAC世界大会,加入了IFAC理论、元器两个专业委员会,他被推行为理论专业委员会委员。

屠善澄 - 诲人不倦育才树人

屠善澄长期担任中国科学技术大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学的兼职教授,在教学中数理推导严谨,表述精炼透彻,要求学生严格,深得学生的欢迎。特别是担任中国科技大学自动化系运动物体自动控制专业兼职教授时,在百忙中亲自编写《飞行体自动控制》讲义,它是我国有关飞行体自动控制最早的教材之一。

他培养的本科生、研究生和博士生,不少已经是自动化科技领域的工作骨干,或某一方面的学术带头人。

屠善澄 - 人物简历

1923年8月12日 生于浙江省嘉兴县(今嘉兴市)
1941—1942年 上海交通大学电机工程系肄业
1942—1945年 上海大同大学电机工程系毕业(工学士)
1946—1948年 上海交通大学电机工程系助教
19481953年 美国康奈尔大学电气工程系研究生硕士(1951),博士(1953)。
19491—953年 美国康奈尔大学电气工程系讲师
1953—1956年 美国康奈尔大学电气工程系助理教授
1956—1968年 中国科学院自动化研究所研究员,室主任
1968—1988年 航天(航空航天)部五○二所研究员,室主任,副所长,所长,科技委主任
19881992年 航天部第五研究院科技委主任、研究员
1988—1994年 (兼职)国防科工委科技委副主任
1988—1993年 (兼职)国家863计划航天技术领域专家委员会首席科学家
1992年— 航天工业总公司第五研究院技术顾问
1993年— (兼职)国家863计划航天技术领域顾问
1994年— 中国工程院院士
1961—1980年 中国自动化学会秘书长、常务理事
1963年 国际自动控制联合会(IFAC)理论专业委员会委员、空间专业委员会委员
1991—1993年 世界工程师组织联合会理事、副主席
1992—1994年 亚太工程师组织联合会副主席、主席、国际宇航科学院院士

屠善澄 - 主要论著

1 屠善澄,吕振铎,邹广瑞等.中国同步试验卫星STW—1的控制。宇航学报1986,第4期。
2 TUSHAN-CHENG.China′sFutureSpaceActivities欧空局“欧洲空间活动——载人空间系统”国际讨论会,法国斯特拉斯堡,1988.4.25—29。
3 国家高技术研究发展计划航天领域专家委员会论证综合报告。
4 《关于发展我国载人航天意义与作用》报告。
5 《试验通信卫星及微波测控系统》1985年12月30日。

屠善澄 - 参考资料

http://www.cctv.com/program/zgxw/20040722/100489.shtml
http://scitech.people.com.cn/BIG5/6461428.html
http://www.china.com.cn/overseas/txt/2004-07/19/content_5613769.htm

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