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朱培基 发布于:

朱培基,计算机控制及计算机图形显示和数字讯号处理专家。长期以来在上述几个领域从事研究和教学工作。先后参与和指导完成了中国第一台大型模拟计算机以及中国自动化试点中的过程控制计算机等研究工作,做出了重大贡献。

1921年8月 出生于北京(原北平市)

1945年 国立中央工业专科学校毕业

19451946年 资源委员会技术室助理研究员

19461947年 台湾电工业公司助理工程师兼工程课长

19481949年 行政院物资供应局副工程师

19501951年 东北工业部工业研究所助理研究员

19511956年 中科院机电研究所助理研究员、副研

19561981年 中科院自动化研究所副研、研究员、室主任、业务副所长

朱培基,1921年8月24日生于北京,原籍江苏省太仓县,父亲朱斌是一个工程技术人员,长期在京(平)汉铁路任职。由于父亲的工作性质,经常在铁路沿线各地迁移,全家也就随其来去,到过北京、许昌、郑州、汉口等地。1931年在汉口时,长江大水漫堤,朱培基被送回老家,两年后回到北京的父亲身边,1935年又举家迁到汉口,那时朱培基已是初中学生了。

初中阶段对人生来说是一个思想、知识成长较快的时期,那时正值抗日战争的热潮如火如荼,这在少年朱培基心理上产生了炽烈的民族意识。学业上对数理有兴趣,在数理老师的熏陶下相信科学和工业可以救国,所以初中毕业后报考了汉阳高级工业学校,想要早日在工业技术界为国家效力。1938年随校西迁,从此成为所谓的流亡学生。因为旅途不适应,感染伤寒,大病一场,病后身体虚弱,当时学校条件很差,乃与同学结伴去四川投亲,以后就借读于重庆高级工业学校。

1940年毕业于重庆高级工业学校机械科,毕业后曾在电气试验、电机、电讯等企、事业单位中工作。其间自学了大学课程,但仍希望进高等学校进行系统学习。1943年国立中央工业专科学校招收插班生,便应考插入电机科。1945年毕业分到资源委员会技术室,任助理研究员。1946年转入台湾电工业公司任助理工程师与工程课长。1948年4月任职于行政院物资供应局(上海)为副工程师,旋即被派往广州至1949年10月广州解放。

从1940年到1949年,朱培基一直在机电、电讯方面从事工程技术工作,特别是在电讯方面有较多的经验。解放后自然希望仍能从事这方面的工作,但工作的需要和个人的志趣很难统一。1950年朱培基受聘于东北招聘团入东北工业部所属长春工业研究所,被任命为助理研究员,以后改属中国科学院机电研究所。

这时期的任务为配合国家工业的恢复为新建厂矿解决问题。经过一段时间的调查研究,到1954年研究课题逐渐归纳到一个新兴的学科方面自动化,所内成立了自动化室。1955年朱培基首先提出系统模拟和计算机方向,1956年被国家纳入12年科学规划,根据规划成立了中科院自动化研究所,朱培基为筹委会成员之一。以后被任命为计算技术室副主任、主任,专业方向为计算机技术应用于自动化系统。

这个研究室在朱培基的组织和指导之下,在模拟系统和计算机方面通过几项小课题的探索壮大了队伍,培养了人才,提高了水平,于1960年接受了航天技术需用的大型模拟计算装置的研制任务。在上海科仪厂的配合下于1964年完成,为中国火箭轨道及制导研究提供了重要的工具,被评为中国科学院1964年重大科技成果。

稍后,数字技术的研究也开展起来,这个研究室先是在机床控制及特殊装置方面展开研究工作,先后完成小型数字计算机、过程控制接口装置等任务。1956年接受了国家科委试点工程中上海南市电厂和兰州化工厂两项计算机过程控制中的控制计算机的研制。兰州化工厂任务于1979年完成。

中国科技大学1958年成立时,中国科学院为了发挥自己的优势,聘任各研究所的专家主讲有关课程。朱培基受聘讲授模拟技术课程(1962~1965)。为了把最新的模拟技术教给同学,朱培基把自己多年研究的心得编成教材向同学讲授,并于1963年经科学出版社出版了由这本教材修改而成的专著《电子模拟计算装置及其应用》 。这是中国当时模拟技术方面唯一的一本权威性的中文参考书,它填补了国内的空白,对中国的模拟技术起到推动作用。通过在中国科技大学的授课和专著的出版,朱培基为中国培养了一大批模拟技术方面的人材。

1976年朱培基从事新学科的探索,提出数字讯号处理方向,并参与了图示技术的研究。1978年被提升为研究员,1981年被任命为自动化所副所长,1984年退居二线。这期间培养本所及科大的研究生十余名,1987年退休。

此间担任的社会工作有:国家科委计算机专业组组员,中国自动化学会理事、计算机技术副组长, 《自动化学报》编委,国家自然科学基金委员会委员、自动化组副组长,一机部仪表局技术委员会委员,中国科学院技术科学部自动化组副组长。

1950年4月朱培基到达东北工业研究所,这个所前身是伪满时期的大陆科学院,经过战乱,仪器设备已经荡然无存,人员大部流散,所以开始一段时间的工作基本上是整顿秩序和搜集失散的设备。以后开始选题,但都是一些零星散乱互不相关的课题。那时还是恢复时期,东北工业的建设处于萌芽状态,能得到的也只能是这种课题。1951年这个研究所被划归中国科学院,成立了机电、化工等几个研究所,这是中国科学院中的第一批技术科学研究所。朱培基被分配到机电研究所,服务对象虽不局限于东北,但当时东北是中国工业建设的重点,主要的工作课题仍在东北。一部分课题是由工厂提出,也有自己寻找的,但都是十分实际的课题。它们的特点是要短期见效,课题组都很小一般不过二三人,甚至一个人单干,虽然课题很小,但有的确也起到了重要的作用。

东北电力系统是全国最大的电力网络,其线路延伸数百公里,网络的维修是一个重大问题,一旦出现故障,如鸟类作巢引起短路或冰雪压断电线等,首要的是查线。因为电线常穿行于深山老林之中,要勘察线路找出故障点,是一件麻烦的事情。朱培基和组内同志采用雷达反射原理设计了一种仪器,产生一串脉冲电波,通过高压电容发送到高压电线上,再用一个阴极射线管把输出和反射波记录下来,就可以看到线路的情况,把故障前后记录对比则可判断故障点的位置,作用非常明显。

另一项目所完成的装置用于检查哈尔滨电机厂线圈的生产。哈尔滨电机厂是中国建国初期新建大型骨干企业之一,主要生产大型电机,功率在万、千瓦数量级。其线圈的生产是一重要环节,在一个有数十或成百个线圈的电机中只要有一个出现问题便会使整个电机损坏,但过去生产的线圈却没有适当的检验设备作最后的检测,以致有许多由于工艺或操作不当产生层间短路,这些线圈用到电机上自然是十分危险的,已经有数台电机交货后不久即遭退货。朱培基小组研制的匝间绝缘检测装置解决了这一难题,使生产流程得以顺利运行。

另外还有很多类似的课题,像鞍钢轧轨厂的钢轨轧头的淬火问题,大连机床厂齿轮表面处理等,都是新建厂矿建设中遇到的问题。这些课题都很零星,形不成方向,但对恢复时期的工矿建设却是必须的。

当时也有一些课题的内在学科联系属于自动化方向。如长江水利工程局提出的流速仪校正车的控制,上海电焊机厂的自动埋弧焊机送线控制,以及湘潭电机厂生产的电弧炉的电极调节等。有些是设备的研制,有些要提供分析、给出数据,使厂矿在生产和操作上有所遵循。

早在机电所时,可以通过一些课题的研究为中国电子模拟技术建立基础,使朱培基感到模拟和计算技术在控制系统中的重要性,于是在1955年他首先在国内提出了这方面的课题,并和几个同志开始了这方面研究工作。1956年成立了自动化研究所,其中有计算技术在自动化中的应用研究室,这就使这一方面的研究成为自动化学科中的一个分支。

作为中国模拟和数字技术的开拓者,朱培基紧紧地抓住了这个方向中的两个方面。他深知模拟技术是分析控制系统的重要工具,他看到了当时国际上研制的数字计算机还处在低速、小容量等起步阶段,远不能满足实时试验的要求,为此,他率先开展了模拟计算装置的研制工作,先后研制成DMZ1到DMZ4这一系列型号的电子模拟计算机,通过这一系列装置的研制,锻练了队伍、培养了一批科研人材,建立了实验室和研制基地,取得了丰富的理论和实际的经验,为后来承担大型电子模拟计算装置准备了条件,这样,到1960年自动化所转向航天工程时,自动化所才可能承接研制当时国内最大的大型模拟计算装置的任务,这付担子也就自然而然地落到模拟和数字技术开拓者朱培基的肩上。

从1960年接受任务开始,朱培基就全力以赴投入工作,他亲自带领队伍扎根在中国科学院上海科仪厂从事装置的研制和生产,经过三年不懈努力,克服了重重困难,包括三年自然灾害带来的生活上的困难,终于在1964年初研制成功并通过鉴定,被评为中国科学院1964年重大科技成果。

大型模拟计算装置任务要求建立一个系统完整、部件齐全、数量众多而且方便灵活的装置。它不仅有难度的科技问题还有一些极其复杂的工艺问题。这个装置可以进行大型复杂系统(航天、原子能等等)模拟,和其他装备(例如:三轴机械转台、目标模拟器等)结合后还可以用于大型复杂系统实验和实时实验。因为是一个庞大的系统,为了计算各种问题,需要各种部件,每部件的精确度又要求很高。他们把问题归纳起来分为:1、部件的研究;2、系统分析;3、工艺和结构;4、元件的研制。这四方面的问题有些是独立的,有的是交错的;有时一个问题又会引起另一些问题。拿电位器来说,不过是系统中一个常系数部件,但其数量很大,占用面板的面积太多,使用起来很不方便,而且联线太长,附加电容太大,运算中引起的误差也大。他们采用了自动设置的方法,让电位器立体结集而不是平面展开,这样不仅使面板占用面积减小、设置方便,而且可以放在合理的位置,减少线路电容,提高精确度。可是要做成这套自动设置系统,就又有许多工作要做。由于朱培基不仅有深厚的理论根底和极其丰富的解决生产实际问题的经验,在他的指导之下,让厂方改进工艺并付诸实施,提出具体方案和措施把上述问题一个个都解决了。1964年研制成功以后,铁学森先生还专门让五院(即后来的航天部)的同志来中国科学院自动化所算题。这种J331大型电子模拟计算装置每组有立式大架12个以及活动排题板。自动化所总共安装了三组、在60~70年代里它为中国的导弹、卫星和原子能的分析研究发挥了不可缺少的作用。它是中国最早研制出的、也是世界上不多见的大型电子模拟计算装置之一、随着J331的完成,中国科学院上海科仪厂也正式建立了。

随着时间的推移和数字技术的进展他和他的研究室在模拟技术方面还进行了晶体管和叠代计算机的尝试,和天津电子仪器厂合作生产的叠代式晶体管计算机开辟了一个新的领域。

以朱培基为首的研究室在开展模拟技术的同时,积极开展数字技术在工业方面应用的研究、而且密切注视着国际上这方面的进展,首先起步做出了几种数字控制装置、主要用于仿形铣床和座标镗床。1959年美国利用小型控制机实现生产过程控制的报道发表以后,朱培基在国内首先提出了开展小型工业控制计算机研究的建议,率先开展了研究并和738厂协作完成了一种小型串联控制机,其中,利用磁致伸缩原理的延迟线存储器,在国内还是首创。此种小机器因价格便宜很适合当时市场的需要。与此同时,他还努力推动磁鼓和大屏幕显示器的研制工作,但不久“文化大革命”开始了,朱培基离开了技术领导工作,在以后的年代里、他倡议的这些都结出了丰硕的果实。

“文化大革命”以后百废待兴,朱培基认识到这起步阶段的重要。要使其所领导的研究室能在今后的工作中发挥作用,首要的有两件事:选择方向和学习。没有方向会茫然无所适从,而更重要的则是学习。世界已经发展到一个新的科技水平,老的、荒疏了的知识要恢复,新知识要吸收,这是摆在眼前的重要使命。

朱培基提出了数字讯号处理这一方向,围绕着这个方向展开了学习,鼓励同志们互相学习、轮流讲授、交流心得,他本人也积极为同志们编写讲稿亲自讲授。与此同时还参加了图形显示装置的研制,结合每一步工作给同志们讲解,使同志们在具体的工作中深入理解。这是一段艰难的过程,朱培基为此做出了重要的贡献。为中国科学院自动化所培养了这方面的众多人才,也为所内若干重大成果的取得,做了有益的基础性工作。


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