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第32章 徐德民 水中兵器与水下无人航行技术专家

徐德民(1937.11—),陕西三原人,水中兵器与水下无人航行技术专家,中国工程院院士。1961年毕业于西北工业大学水中兵器系,1964年在该校研究生毕业,1960年提前留校任教至今。1987—1988年在美国密歇根大学电气工程与计算机科学系做访问学者。现为西北工业大学航海学院教授、博士生导师,并任西北工业大学水下航行器研究所所长、水下信息与控制国家级科技重点实验室学术委员会主任,兼任中国造船工程学会名誉理事、水中兵器学术委员会副主任、海军水中兵器专家组特邀专家等职。1991—1998年曾任西北工业大学副校长、研究生院院长、校学位评定委员会主席等职;曾兼任国务院学位委员会第四届学科评议组成员(1997—2003年)、中国航空教育学会副理事长(1995—2000年)、中国人民解放军总装备部水中兵器专业组成员(1997—2001年)、香港学术评审局(HK-CAA)成员(1999—2004年)等职。2005年当选中国工程院院士。

徐德民1961年毕业于西北工业大学水中兵器系,1964年在该校研究生毕业,1960年提前留校任教至今。徐德民从事教学、科研工作50余年,致力于水中兵器与水下无人航行技术研究,以及学科建设和高层次人才培养。他带领科技创新团队,先后完成重点科研任务20余项。获全国科学大会奖和国家科技进步一等奖各1项、国家科技进步二等奖2项,省部级科技奖10项,国家级教学成果一等奖1项,省教学成果特等奖、二等奖各2项,其他奖励和荣誉20多项,国家发明专利7项,撰写国防科技报告23册,出版著作6部,在国内外发表学术论文200余篇,SCI、EI、ISTP等收录70余篇。1991年获国务院政府特殊津贴,2005年获何梁何利科学与技术进步奖。

在工程项目研制方面,徐德民多次取得突破性成绩。1970年他提出研制一种新型水下自主航行器(AUV),负责总体方案论证和原理样机设计等技术工作,解决主要关键技术,使速度等主要性能有显著提高;他解决了不稳定非最小相位系统控制问题,研制成功基于深度微分的电深控装置,开创了我国水下自航器控制系统采用电子技术的先河。该项成果与国外同类产品相比具有独创性,是我国在该领域控制技术的重要突破。1985年该新型水下自主航行器获国家科技进步一等奖。

20世纪80年代和90年代初,徐德民先后研制成功我国第一套水下自主航行器三通道计算机控制系统试验样机和非线性反馈控制系统工程样机,分别于1992年和1993年获部级科技进步二等奖。

1999年徐德民首先提出远程水下自主航行器的一种新方案,由于该方案起点高,技术新颖,在行业内也是首次使用,没有现成的资料可以借鉴,只能靠自己探索,难度很大,有人对此提出质疑,一时得不到经费支持。研究团队就申请了160万元贷款来继续进行试验研究工作,承担着很大的风险。徐德民承担的压力之大可想而知。他不仅敢于创新,而且勇于实践,善于将科研成果转化为实际的工程应用。这一年冬天,天气格外寒冷,当时项目研究进入一个关键技术的试验攻关阶段。徐德民严重感冒,他不顾个人的病痛,亲临300多千米外的试验现场,仔细核对试验的每一个环节,亲自参加关键步骤的操作。在试验单位的支持下,经过艰苦攻关,终于完成了关键技术指标的试验验证工作。

2000年,在进行又一个关键技术攻关中,徐德民带领团队成员在实验室中反复试验,解决了一个又一个难题,绘制出上千幅仿真曲线,针对几十种仿真结果,经过综合分析、比较选择,确定了该系统的最佳技术状态。虽然当时春节即将来临,但他还是组织大家到千里之外的试验场进行实航验证试验。在试验现场,他和同志们顶着高原上紫外线的强烈照射,忍受着风浪中船体的剧烈摇晃,连续奋战,终于突破了技术难关。

徐德民带领团队成员运用系统集成和多学科优化设计方法,解决了降阻、高效动力推进、低速航行稳定性等问题,使航程和运载能力大幅度提高;通过采用航路规划、组合导航、高程跟踪、等深线控制和导航控制一体化等新方法,突破了远程自主导航定位的关键技术,提高了定位精度。与昆船公司合作,2002年进行了多次实航试验。试验结果表明,航程和定位精度达到国际先进水平,使我国远程水下自航器技术实现了跨越式发展。2003年获国防科技进步一等奖,2004年获国家科技进步二等奖。

2004年,徐德民担任某工程型号总设计师,这是一项技术要求高、时间紧、难度大,国家急需的研制任务。工作极具挑战性,不能有丝毫偏差。在一次试验中,系统出现了问题,一时找不到原因。而那段时间,大家的压力都特别大,这种情形比克服生活上和工作条件上的艰苦要困难得多。徐德民一面苦苦思考和分析问题所在,一面鼓励大家认真仔细地检查试验中的每一个环节。经过不分昼夜的连续工作,终于确定了问题所在,排除了故障。像这样的情况在研制过程中经历了多次,可以说是经历了“非常之难”,才锻造出“非常之功”。研制工作得到中央领导的高度关注,先后有几位中央领导莅临研制或试验现场视察。他们称赞说:很高兴!你们为国家做出了贡献,解决了国家的急需。在中央领导的关怀和鼓舞下,徐德民带领研制团队攻克重重技术难关,突破一系列技术关键,科学严谨、交叉并行地安排研制进程,及时圆满地完成了“几乎不可能完成”的研制任务,其技术性能达到国际先进水平。该项目成果2009年获国防科技进步一等奖,2010年获国家科技进步二等奖。

在技术基础研究方面,徐德民也颇有建树:完成了“八五”重点项目“多时变参量变质量体系控制研究”,建立了水下自航器多时变参量动力学模型,提出了4种新的鲁棒控制方法,1996年获部级科技进步二等奖。完成了“九五”重点项目“控制与惯导一体化技术”研究,在水下自航器捷联惯导算法与初始对准、轨迹与姿态控制、信息融合、故障检测与隔离、控制与惯导一体化体系结构等方面取得了新的研究成果,2002年获国防科学技术进步二等奖。完成的“系统可靠性理论与方法研究”项目,结合水下自航器建立了具有工程实用价值的系统可靠性理论与方法体系,2002年获省科学技术二等奖。徐德民研究水下自航器一体化综合设计方法,解决了在限定条件下水下自航器各功能子系统之间的协调匹配问题;他对不确定非线性系统的神经网络与模糊自适应控制、多模反演滑模控制、广义预测控制、水下自航器动力学模型与运动稳定性灵敏度分析、操纵性优化设计与分离运动、水下自航器编队控制与协同导航等问题进行了比较系统深入的研究,取得了重要的研究成果,发表相关论文百余篇,SCI、EI、ISTP等收录50余篇。

在学科建设与高层次人才培养方面,徐德民从学科长远发展和学校长期建设入手,做了大量的工作。他担任副校长期间提出的“311”合作教育新模式于1995年获省优秀教学成果特等奖。徐德民先后指导研究生107人(其中博士生56人)。他注重研究生全面素质提高和创新能力培养,指导的博士生中有两人的博士论文先后被评为全国优秀博士学位论文。他的“结合学科建设和科学研究,构建创新人才培养体系”教学成果于2004年获省优秀教学成果特等奖,2005年获国家教学成果一等奖。他所带领的团队被原国防科工委和教育部先后评为“科技创新团队”。

徐德民是国家重点学科“武器系统与运用工程”学科带头人和“211”工程、“985”工程、“智能水下自航器与海洋环境监测”等项目的学术负责人。在学科建设和专业建设中,他突破课题研究的局限性,注意推动整个学科专业的发展,取得了两项非常重要的成果。一是20世纪80年代,他领导建成我国第一个水下自航器控制系统数字式半实物仿真实验室;90年代他领导建成水下信息处理与控制国防科技重点实验室,并担任实验室学术委员会主任至今。二是在他的带领下,武器系统与运用工程学科已建成为国家重点学科,相关课程被评为国家级精品课程。

徐德民曾被授予省部级优秀研究生导师、优秀教师、优秀科技工作者、有突出贡献专家、全国高校先进科技工作者等称号。

徐德民2005年当选为中国工程院院士。

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