田震|心之所向,素履以往
田震 电子信息与电气工程学院 控制科学与工程 2014级博士研究生
我来自湖北省黄冈市的一个小县城,2010年考入了武汉大学。2014年从武汉大学毕业后,保送至上海交通大学读博。新的起点,意味着一切又要从零开始。怀揣着对科研的热爱和未来的憧憬,来到了上海这座承载着许多年轻人梦想的大都市。交大给我的印象是惊艳的,在过去的几十年间她培养出了一大批卓越的工程师和学术大师。从成为交大人的那一刻起,我就立志要做一名科学家,为祖国的科技振兴贡献力量。这条学术之路注定任重而道远,既然心之所向,何惧素履以往!
误打误撞,“科研梦”生根发芽
2010年9月,我开始了自己的大学生活。经过大学第一年的懵懵懂懂,大二开始我明确了自己的目标,那就是好好学习技能,争取保研。大学期间,自动控制原理那门课程给我留下了深刻的印象,控制科学在诸多工业系统均发挥着重要作用,如电力系统、机械系统、化工过程、航空航天工程等。大二和大三的两年,我利用课余时间参加了数学建模比赛和大学生节能减排科技竞赛,陆续也获得了一些奖项,对科研有了一些初步的体会。从大三下学期开始,我联系了李晓明老师,进入他的实验室实习,并且在那里完成了我的本科毕业设计。进入实验室后,跟着硕士师兄和博士师兄做项目、写项目报告,才算开启了我的科研之路。后来,上海交大来到武汉进行研究生自主招生。我报名参加了自动化系的面试,并获得了保送直博资格。尤其是当我了解到,钱学森、张仲俊等中国自动控制领域的鼻祖都是上海交大的校友,更加向往去上海交大学习控制科学与工程。
稳扎稳打,一切从基础开始
2014年9月,我的博士生涯正式开始。我的本科专业是电气工程,跨专业保研到了交大自动化系。专业的差异性对我的科研起步带来了很大的困扰,很多基础知识需要补充。此外,因为是直接攻读博士学位,缺少了硕士研究生的过渡期。由于没有经过系统的科学训练,基本的科研思维和方法还未能掌握。因此,在开学的那一段时间,整个人感觉十分迷茫,也没能很好地融入实验室。
不过,很快我就决定调整好心态,开始查缺补漏,一切从基础学起。读博的第一年,我选了很多与控制理论相关的课程,如矩阵理论、线性系统、控制理论中的数学、最优控制原理等等。这四门专业课的学习帮助我加深了对专业的理解,掌握了控制理论的基本概念和方法。其中,线性系统这门课是全英文教学,刚开始学起来感觉特别吃力,每周为了完成作业,需要花费大量的时间和精力,不过后来证明这一切都是值得的。张俊老师的严谨治学,让我看到了学者风范,内心不由地敬佩。控制理论中的数学这门课的授课老师是韩正之老师,他轻松幽默、不拘一格的授课方式给我留下了深刻的影响。韩老师很喜欢在课堂上点名回答问题,设置的问题都很有启发性,因此课堂上同学们总是非常活跃。韩老师的课堂,既能学到很多的数学哲理,也能听闻很多名人轶事,如维纳和卡尔曼等牛人的故事。也是从这门课里,我第一次接触了滑模控制的概念,并开始阅读大量相关文献,这为我后面博士课题的确立奠定了基调。最优控制原理这门课的授课老师是卢俊国老师,他为学生布置了课程项目,要求运用最优控制的思想解决一个实际工程问题。为了做好课程项目,我经常向卢老师请教,和周围的同学反复讨论,最终确定了以同步发电机的最优励磁控制为课题。从最基本的MATLAB仿真开始,一步步地学编程和调试。卢老师非常平易近人,课前经常询问我们有没有碰到困难。最终,我的课程项目顺利完成,并得到了卢老师的肯定。
为了尽快融入实验室的课题研究,我也是从最基本的整理项目文档开始,逐步学习CFD仿真、硬件调试等。没有课的时候,跟着实验室的王晓初师兄去研究所做实验,接线、调试、记录数据,从最基本的做起。虽然做实验的环境通常都不好,但我还是乐在其中。刚开始学习CFD软件仿真的时候,也是感觉非常吃力,幸亏得到了曾豪骏和王真师兄的指导,经过多次试错后逐渐熟练掌握,并能够独立承担相关项目。为了获得更好的结果,项目的设计方案反复修改和测试。做项目的过程,我的动手能力和毅力得到了很大的提高。另外遇到的一个难点是火电课题的学习,火电机组涉及到复杂的辅助设备和子系统,参数和变量众多,很难入手。在实验室徐亮和张翔师兄的引导下,从火力发电的流程开始学习,翻看实验室以前发表的文章和专利,慢慢地渐入佳境。两年后我成为了实验室火电课题组的骨干,开始独立承担实验室的项目,研究火电机组的协调控制优化。
尽管花了很多的时间和精力在课程学习和做项目上,这些看起来与写论文并没有多少联系,但后来的经历证明这是非常值得的,因为这些为以后的课题研究奠定了基础和积累了宝贵经验。无论哪个学科,基础都是最重要的。基础不牢,一切学术研究都只是空中楼阁。这个阶段给我的启示是,学习基础永远都不要嫌晚,只要每天进步一点,就能获得很大的满足感。世界上没有笨博士,只有懒博士。“磨刀不误砍柴工”,当你认真地去做一件事的时候,就会有收获。
张弛有度,学术生活两手抓
漫长的博士生涯,简单而枯燥。因此,学会调节自己的生活节奏也是博士的必修课程。一方面,需要科学地管理好自己的时间。上课、做项目、读文献等都要做好合理的安排,在合适的时间去做合适的事情,不然就会手忙脚乱、顾此失彼。除了短期计划,还要做好长期规划。每个学年,我都会给自己设定一些小目标,做到有的放矢,不至于碌碌无为。比如完成课程学习、做项目、写论文、运动等。另外,提高学习效率也非常重要。长时间的紧张学习,需要娱乐和休息来放松自己的状态。为了缓解身体疲劳,我经常去健身房锻炼,并且保持每周打一次羽毛球的习惯。在锻炼身体的同时,情绪也得到了舒缓。在假期的时候,我也会约上朋友一起去旅行。做个背包客,看看一路上的风土人情。张弛有度,做一个热爱生活的博士。闲暇时间,也会组织博士班的同学聚会,大家或互相吐槽科研上的不顺,或讨论最近的时事新闻,或分享人生的收获和感悟,心理上得到了极大的慰藉。
此外,我还积极投身到学校的党建工作中去,担任自动化系博士第二党支部的副书记。从“三严三实”、“学在交大”等主题活动,到“优秀博士经验分享会”、“趣味羽毛球赛”等特色活动,我们支部的组织生活丰富而有趣,并连续两年被评为上海交大优秀党支部,本人也获评2016年上海交大优秀党员的荣誉称号。支部的内部氛围积极活跃,优秀博士起到了传帮带的作用,为刚入学的新生博士答疑解惑。从筹划到组织再到写总结报告,能力得到锻炼的同时,也体会到了帮助他人的乐趣。担任党支部支委期间,认识了很多优秀的学长和志同道合的朋友,这在很大程度上启发了我的研究思路。
厚积薄发,做科研的有心人
发表论文,是博士科研成果的最直接体现。读博的前两年,我的大部分时间都花在课程学习和做项目上,没有发表论文。因此,一度非常懊恼和迷茫。后来,我将重心转移到写学术论文上。从中文期刊论文到国际会议论文再到SCI期刊论文,一步一个脚印,逐渐掌握了学术研究和科学写作的基本方法。论文的发表之路也是非常坎坷,写的第一篇SCI期刊论文被拒了两次,让我感觉十分的沮丧和绝望,甚至想过要放弃。不过,幸亏得到我的导师袁景淇教授的及时心理疏导,他鼓励我换个期刊重新投稿,只要好好修改总还是有希望的。导师的鼓励让我重新振作起来,开始审视自己论文的问题。从论文结构、数学推导到语法错误,我进行了详细的检查和优化。最终,在第三次投稿后收到了录用的好消息。后来的两年时间里,我连续发表了3篇SCI论文,在科研的海洋里我逐渐成长,变得游刃有余。除了学术论文,我还将理论与工程实际相结合,共申请了10项发明专利。前期扎实的基础积累,让我受益匪浅。平时多看文献多思考,做个科研的有心人,好的点子就容易被激发出来。
2017年8月,我申请了国家留学基金委的留学资助,前往美国的伊利诺伊理工大学,进行为期两年的博士联合培养,主要从事智能电网方向的研究。在国外留学期间,我丝毫没有放松对自己的要求,每天泡在实验的时间超过12个小时。进入课题组后,我从基础开始学习,逐渐进入状态。一年之内,我发表了2篇顶级国际会议论文,完成了5篇SCI期刊论文(目前4篇发表、1篇在审)。每写完一篇论文,我都会进行反思和类比。触类旁通,有时候会产生新的点子。学术思想不是天上掉的馅饼,而是长期的知识积累和反复思考的最终产物。
天道酬勤,人生处处是良机
经过前期的积淀和蛰伏,2018年终于迎来了收获的一年。4月份,我参加伊利诺伊理工大学举办的学术论坛,经过激烈的角逐获得最佳论文奖,是近年来唯一获得该殊荣的访问学者。参赛前我做好了充分的准备,向评委老师展示了我的科研成果,现场表现获得了评委老师的高度赞扬。5月份,国内10余所高校组团来芝加哥进行人才招聘,我果断递交了简历和申请,为毕业后的工作做好筹划。经过一天紧张的面试环节,我与武汉大学达成了初步协议,将在毕业后进入武汉大学电气工程学院工作,岗位是博士后或者副研究员。回归母校,是我一直以来的夙愿,我喜欢校园的美好和纯粹的科研环境。9月份,我凭借前期的学术成果,申报了2017-2018学年的博士研究生国家奖学金。参加奖学金答辩前,我的综合排名是第5名,处于十分不利的位置。但我从来没有畏惧和退缩,认真准备好答辩材料并进行了反复练习,凭借答辩环节的优异表现最终荣获国家奖学金,实现了逆袭。2019年4月,我申报了上海市优秀博士毕业生。虽然最终没能获选,但获得了上海交通大学2019年优秀博士毕业生的荣誉称号,这也是对我博士期间辛勤付出的肯定。皇天不负苦心人,只要肯努力,人生处处是良机。机会永远是留给有准备的人,还需要自己努力争取!
未来可期,无限美好在远方
学以致用,是所有科研工作者的最高目标。如果只是为了发表论文而去做的研究,是没有太大意义的。能源和环境问题一直困扰着中国的进一步发展,是我们这一代人需要面对的困境和挑战。用可再生能源逐步取代化石能源,是全球可持续发展的关键一环和必然之路。由太阳能、风能、储能系统等分布式能源组成的微网,将是未来智能电网的基本组成单元。因此,微网的经济可靠运行和大规模互联微网的稳定性是制约未来智能电网发展的两个关键因素,而电力电子和先进控制理论将是未来智能电网的关键使能技术。智能电网的实现,将为未来智慧城市提供可靠能源供给。智慧城市是现代城市发展的终极目标,涵盖能源系统、交通系统、水管理系统和垃圾循环系统等的全面智能化,赋予人们更加绿色、舒适、便捷的智能化生活。未来的科技蓝图十分美好,我将不忘初心,继续前行!
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