有网友在博客中留言，“很想了解一下“基于精细积分的（最优）控制系统程序库”的具体内容。”该程序涉及很广，而我体会不深。现就此只能谈些个人的了解。
“基于精细积分的（最优）控制系统程序库”应该是“基于模拟关系的计算力学辛理论体系和数值方法”整个理论体系中的一部分。关于该项目的国家科学技术奖励工作办公室对该项目的介绍中已经有权威的描述（见附件）。其中有“成果已被成功地应用于解决我国航空航天、铁路等重大装备中的关键力学问题，取得了显著经济与社会效益。”评语。
我只参与了该成果在我国航空航天推广应用实践的过程。该项目“在航天器飞行控制仿真平台上通过了验证，证明了控制方案的可行性、有效性和先进性。仿真结果表明：相对于传统的定常控制器方案，新的控制方案可以在更短的控制时间内，以更少的燃料消耗，达到更高的终端控制精度。”。当然在正常航天飞行的整个大系统中这只是很小的一部分。但如果发生在航天器的对抗中，时间、精度和消耗就可能是现代战争中事件的结局了。
据了解，对电磁波导的理论研究要先于航空航天项目。由我的想象延伸开来去，该体系如能成功应用在电磁波导的实践中，人们是否有可能通过波的传播发现隐形目标的移动轨迹；通过磁波穿透岩石和煤层的传导，及时了解地下地层深处矿井中的讯息......。
然而了解和认识该项成果从一开始确实有些难度。首先计算力学与现代控制论的二大学科被联系在一起，对于搞力学的人来讲，是跨学科了，社会上也有此类反映。为此钟万勰先生专门出了一本“力、功、能量与辛数学”的小册子，从一根弹簧的虎克定律谈起，引经据典，深入浅出地剖析力、功、能量与辛数学的关系，这对我等是个很有帮助的入门引导。
(该项目已经在"2010年度国家自然科学奖评审委员会评审通过项目目录"中获得建议二等,序号为1. )
附件：国家科学技术奖励工作办公室对该项目的介绍
（摘自http://bbs.netbig.com/archiver/?tid-18159.html）
本项目属计算力学学科。强动力和非线性问题一直是现代计算力学研究的前沿性课题，也是制约现代装备结构设计与制造水平的亟待解决的关键性问题之一。传统计算力学求解体系由于存在求解空间上的局限性，已成为这些具有挑战性课题求解更加高效数值算法构建中的"瓶颈"问题。以此为背景，立足科学前沿，并通过大量工程实际问题的需求分析，本项目选择其中三个核心与难点问题：强非线性问题计算迭代收敛性差、时间区域积分效率和准确性低、计算误差造成数学物理模型失真等计算力学基本与共性问题开展研究。基于学科交叉思想，原创性地对传统计算力学基本理论体系进行改造研究，为新的计算力学基础理论研究与算法构造开辟了新途径，形成了一个全新的研究领域。主要发现点有：
1．首次发现并证明了计算力学与现代控制论之间的模拟关系，并基于此原创性地将力学问题导入辛体系，突破了原有体系单类变量空间求解模式的局限性，系统地建立了力学辛对偶求解理论与方法，形成了在计算力学整体学科框架下统一的求解理论体系与方法。
2．基于模拟关系和现代控制论的极大值变分思想，创造性地提出了适用于非线性力学中弹塑性和接触问题分析的参变量变分原理与参数二次规划算法，突破了经典变分原理的限制，改变了非线性力学问题的求解手段，确保了数值稳定性与精度。
3．建立了动力学初值与边值问题求解的高精度精细积分法，突破了差分类算法只有隐式格式才具有无条件稳定性的限制，在处理刚性问题时具有差分类算法无法比拟的稳定性和精度。揭示了能量传递性质与辛数学结构间的深刻关系，提出的扩展W-W算法可精确、高效地求解本征问题。
本成果由我国学者独立创建与发展，对相关领域的研究工作起到开创性、引领和推动作用，带动了国内外一批学者开展深入的研究与应用工作。国内外学者完全基于本成果进一步研究所发表学术期刊论文已达450多篇。基于本项成果在国际上的重要影响，成果完成人在本学科规模与级别最高的国际计算力学大会等重要国际学术会议上做17次大会邀请报告。
成果得到相关领域知名学者高度评价，钱学森院士给第一完成人信中写到"是您使弹性力学的工程计算体系适应了电子计算机时代的要求，真是立了大功了！"；被国外学者评价为"应用力学和最优控制的对偶体系代表了应用力学和最优控制理论一个顶级专家沿着这个方向所做的最成功和有价值的尝试之一"、"将它们引入到固体力学领域在很大程度上归功于钟等人"、"同De Espindola的冗长的求解特征方程的方法形成了鲜明的对比"、"将其成功地应用于极具挑战性的三维摩擦接触问题"。成果已被成功地应用于解决我国航空航天、铁路等重大装备中的关键力学问题，取得了显著经济与社会效益。
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2010-10-18 13:17 陆仲绩 阅读(2990)
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