“控制理论”的他:用理论解决触手可及的问题

时间:2026-06-11浏览:10

“以科研厚植教学深度,以教学反哺科研创新”,这是成军教授在多年科研与教育生涯中始终践行的理念。 作为我校一位深耕智能控制理论与应用研究的学者,他不仅致力于在“复杂约束下跳变系统分析与控制”领域突破关键技术、筑起技术壁垒,更以匠心之智将抽象理论转化为学生手中的“解题钥匙”,在科研与教学的双向奔赴中传递光与热。 2025年 7 月,他带领的“复杂约束下跳变系统分析与控制”科研攻关团队荣获广西科学技术奖自然科学一等奖,这一荣誉既是对其学术贡献的认可,更是对其“研教互融”育人之路一份温暖回响。

 

承师恩启智,在传承中筑牢育人根基

成军教授与科研的缘分,始于求学时导师的言传身教。那位引领他走进协同控制领域的恩师,不仅将专业知识倾囊相授,更用“沉下心做研究”的治学态度,为他埋下了严谨治学的种子。读博期间,成军教授萌生了尝试跨方向课题的想法,这个课题与导师的研究重点不完全一致,甚至可能要走不少弯路。令他意外的是,导师不仅没有反对,反而全力支持他的探索,正是这份对“学术个性”的尊重,让他更加坚定了智能控制的研究方向,也在心中悄然埋下了“包容育人”的种子。


这颗种子,在他与广西师范大学相遇后,找到生长的土壤,逐渐成长为参天大树。促成这段缘分的是他一次与黄文韬副书记的深度对话,当时,黄文韬副书记不仅详细介绍了学校为跨学科研究筹备的交叉实验室、为学者对接资源的规划蓝图,更坦诚说道:“师大需要能静下心、扎扎实实做理论的人,你的研究方向既符合学科布局,也能服务地方发展。”这番话没有空泛的邀请,只有对其研究价值的深刻理解,以及“共同成长”的真诚邀约。加之学校深厚的学术底蕴和完善的青年学者培养机制,成军教授坚信,这里就是能让科研理想落地、教育理念生根的“沃土”。


扎根师大后,成军教授将“包容育人”的理念融入每一堂课。2021级应用数学专业学生张琼文对此深有体会:“听成老师上课,抽象的控制理论会变成能解决实际问题的‘活工具’。”在《现代控制理论》的课堂上,他从不用课本堆砌概念,而是把全国大学生数学建模竞赛的真题搬进教室:“一架无人机要从 A点飞至B点,要避开 2个移动障碍物,还要考虑风速、电池电量,怎么设计控制策略才能又快又准?”他带着学生们一步步拆解:无人机的位置、速度、电量是“系统状态”,调整的油门、舵量是“控制输入”,最终要抵达时间和位置就是“输出”,这些具象化的解读,让“状态空间分析法”的核心逻辑瞬间清晰。学生们跟着他推导公式时,每一个矩阵元素都对应着实际物理意义,原本飘在书本里的理论,就这样和生活场景紧紧相连。“不是为了学理论而学理论,而是用理论解决触手可及的问题,这样才记得牢、懂得到位。”这是成军教授常挂在嘴边的教学心得。


在他看来,科研与教学从来不是“两条平行线”,而是相互滋养的“共同体”。他会把科研中遇到的技术卡点、取得的突破成果,转化为课堂上鲜活的案例,让教学有了“实践的温度”;而学生在课堂上的疑问、课程论文里的思考,又常常成为科研的“新灵感”。有一次,一位研究生在论文中讨论“多维协同控制”的角度,是成军教授此前从未考虑过的,顺着这个思路深入研究,竟带来了全新的科研发现。这种“以研促教、以教兴研”的理念,让他既拿下“广西师范大学十佳青年”称号,也带领团队斩获广西高等教育教学成果二等奖。


为了让团队里的每一位成员都能“各展所长”,成军教授还搭建了一套“传帮带”的协作机制:硕士研究生负责模型设计与仿真分析,在青年教师指导下开展核心技术研发;本科生则从文献整理、数据记录入手,逐步接触课题研究。这套机制不仅让团队屡次在全国数学建模竞赛中斩获一等奖,更培养出一批批优秀学子——他指导的研究生全员至“双一流”高校深造,不少人如今已成长为科研一线的中坚力量。


应国需攻坚,在坚守中书写科研担当

“做科研,不能只盯着实验室里的公式,要看看国家需要什么。”这是成军教授常对团队说的一句话,也是他一直以来坚持的研究准则。随着我国新型电力系统的快速发展,风电、光伏等新能源大规模并网,一个棘手的问题随之出现:新能源发电的波容易导致电网频率和电压发生“随机跳变”,一旦遭遇雷击、设备故障等突发状况,甚至可能引发大规模停电。面对这一关乎国家能源安全的重大挑战,成军教授当即带领团队,一头扎进“复杂约束下跳变系统分析与控制”的研究中,决心为电网安全稳定搭建起一道坚固的“防护墙”。


这道“防护墙”的搭建,没有任何捷径可走。团队一度陷入双重困境:传统控制理论难以完整刻画系统的“随机跳变”动态,AI技术虽擅长处理复杂数据,却缺乏工业场景必需的“稳定性保证”。近半年时间里,他们不断经历“推导—仿真—推翻”的循环:好不容易在前一次的仿真中刚看到一些符合预期的结果,下一次调整参数就会发现理论假设与电网实际运行场景脱节;眼看要逼近突破点,新的技术瓶颈又会突然出现。


最艰难的时候,研究生们在验证理论优势的仿真环节卡了壳——数据始终不收敛,反复检查代码、调整参数都无济于事。成军教授搬来椅子坐在他们身边,陪着大家从研究源头一点点复盘:推导时是不是忽略了电网负荷突变的约束?”“理论假设是不过于理想化,没考虑风电出力的随机性叠加?”直到深夜,他们终于发现,原来是推导时忽略了“电网通信延迟对控制信号的影响”这一关键细节。“科研里的‘原创突破’,不是突然的灵感,而是在无数次试错中,对‘问题本质’的逐渐逼近。”这次深夜攻关,不仅解决了技术难题,更让学生们读懂了科研中“坚持”与“严谨”的重量。


最终,团队成功打破了传统技术壁垒,提出的协同控制方法实现了人工智能与控制科学的“双向赋能”——既让AI从“能处理复杂数据”迈向“能安全地应用于工业场景”,也让控制理论从“稳定控制简单系统”拓展为“稳定应对复杂跳变系统”。相关成果不仅荣获广西科学技术奖自然科学一等奖,入选“中国百篇最具影响国际学术论文”,还在机械臂分拣、无人机协同巡检等实际场景中落地应用,真正做到了“把论文写在祖国大地上”。


如今,已成为科睿唯安全球高被引科学家的成军教授,依旧保持着对科研与教育的热忱。白天,他在实验室带领团队探索“具身智能”新方向,推动技术成果向物流仓储、电力巡检等场景转化;晚上,他会常常留在办公室批改学生的课程论文,或与晚归的研究生探讨课题进展。在他心中,科研的价值是在于“解决真问题、服务国家需求”,而教育的意义,则是“点燃更多人对未知的好奇,让他们成为新的光源”。

 

在科研与教育的交汇点上,成军教授将把国家需求融入学术追求,把理论突破转化为育人资源,用“研教互融”的实践诠释了师者的深度与温度。当你进入成军老师的跨学科实验室,你可以看到那些在实验室里与学生共同攻关的深夜,那些在课堂上把理论转化为“活工具”的瞬间,都在践行着他对科研与教育的初心——用技术服务国家需求,用知识照亮学子前路。

图为成军教授在南华大学举行数学讲座