严普强

1929年10月25日 生于浙江省宁波市镇海区蟹浦镇。

1941-1946年 先后就读于上海市育材初级中学、育群中学、上海中学。

1946-1950年 在清华大学机械工程系学习，毕业。

1950-1951年 任清华大学机械工程系助教。

1951-1955年 在莫斯科机床工具学院做研究生，获技术科学副博士学位。

1956-1959年 任清华大学机械制造系金属切削机床与工具教研组副主任，讲师。

1959-1979年 任清华大学精密仪器与机械制造系陀螺导航仪器教研组主任，副教授。

1980-1993年 任清华大学精密仪器与机械学系精密仪器教研组主任，教授，博士生导师。

1993年 离休，返聘。

严普强，1929年10月25日生于浙江宁波镇海区澥浦镇。他的父母均未有受教育的机会，深以为憾，所以十分珍惜子女受教育的机会。为了寻求生计和发展，在严普强能够记事的时候，全家就移居上海。1937年严普强刚读完小学一年级，同年8月13日日寇进攻上海。严普强随亲戚逃难回故乡，住在外祖母家，并就读于附近的农村小学。该小学的校舍在祠堂里，条件很简陋，几个班共用一个教室上课。但是在抗日救亡的形势下，学校的教学却是生气勃勃。老师讲抗日战争的形势和故事，还带领学生到村里宣传抗日，唱救亡歌曲。这种救亡、爱国的教育和以后亲历在日寇铁蹄下的沦陷区生活使严普强从小就认识到“落后就要挨打”和“天下兴亡，匹夫有责”的真谛。

受战乱影响，童年的严普强数次往返于上海—宁波之间，时而转学，时而辍学。前后念了四年半书，换了五个小学算是小学毕业了。幸运的是：他进入了条件虽差，却教学严格的初中——上海私立育材初级中学。初中毕业后他进入育群中学。甫一年，抗日战争胜利，严普强又转入江苏省立上海中学念高二。1946年严普强以同等学力从高二跳级考入清华大学。1950 年在清华机械工程系毕业。清华园内“自强不息、厚德载物”的校训和刘仙洲、李辑祥、钱伟长等一代宗师严谨求实的作风熏陶了他。清华园内追求民主和真理的气氛，抗暴、反内战、反饥饿等历次学生运动更是青年学生的第二课堂。在完成学业的同时，严普强也积极投入学生运动，参加了地下党领导的外围组织。严普强于1950年清华大学毕业后，留校做助教，主辅汽车工程。1951年暑假带领学生实习时突然被召回，参加考试。旋即他被派往苏联，进入莫斯科机床工具学院，做刀具专家赛明钦柯教授的研究生。他从字母开始学习俄文，还要补学各门专业课。严普强以其勤奋和聪颖，学业进步较快。我国《人民画报》和苏联一些报纸曾刊登他和导师的照片和事迹报道。1955年底，严普强以《高生产率齿轮滚刀研究》的论文完成副博士学位的答辩。

1956年严普强回清华大学任教，任机械制造系机床与工具教研组副主任、讲师，主持切削刀具组的工作。该年春夏季节，他参与了制订我国第一个科学技术发展的12年规划。1958年，为解决我国无大型铲背车床不能生产大模数齿轮滚刀的困难，研制了大模数尖齿齿轮滚刀。1959年清华大学成立了一批围绕国防新技术的专业，严普强被调去建立陀螺导航仪器专业。为加速人才的培养，新专业抽调了一批高班的学生，而且还同时承担核潜艇导航的科研任务，所以严普强是边学、边教、边干，教学相长，共同建设新专业。在国民经济困难时期，该项科研任务暂时下马，教学工作也就更走上正轨。1964年，经过调研后，严普强率领教研组对陀螺仪生产中的关键设备——动平衡机展开研究，很快在1965年、1966年连续鉴定了两种型号的高精度陀螺马达动平衡机。

1 严普强.齿轮加工论文集·提高滚齿生产率的途径.北京：机械工业出版社，1959

2 严普强，周兆英.电控陀螺罗经的机动误差及其补偿方法.清华大学学报，1980，20（1）：61-72

3 施昊，严普强.一种新型数字锁相环.仪器仪表学报，1990，11（3）：225-229

4 Yan Puqiang，Shi Hao.A High Lock-in Speed Digital Phase-Locked Loop.IEEE Trans.on Communications，1991，39（3）：，365-368

5 黄涛，严普强.全数字化锁相倍频器的设计.清华大学学报，1990，30 （3）：61-67

6 严普强.现场动平衡.试验机与材料试验，1982（3）：1-5

7 Yan Puqiang,Wei Wenling.A Design of Low Cost Microprocessorized Instrument for Field Balancing.Proceedings of Multinational Instrumentation Conference(MICONIX 86),Beijing,Apr 16-19,1986:432-442

8 严普强，乔陶鹏。工程中的低频振动测量与其传感器，振动、测量与诊断，2002，22（4）

在振动测量中，高、中频振动由于结构会相伴产生高的动态力或者由于结构共鸣而产生高噪声，因而早为工程界所重视。为了机组的安全，防止人员的疲劳及舒适性的要求，各类机械都制定了相应的振动限止标准。相应的，适应高、中频振动测量的传感器也有成熟的系列商品。随着大型水力发电站的发展，低频（0.5Hz以下）振动监测提上日程。而大型土木结构（例如：包括斜拉桥和悬索桥的大跨度桥梁、高耸建筑、海洋平台等）的低阶固有频率都在0.2Hz左右或更低。对大机组的安全运行，对大结构建筑质量及状态的评估都必须做振动测量和分析；精密厂房地基的评估也要求低频、微小振幅的测量。

加速度计和磁电式振动速度传感器是用于高、中频绝对振动测量的、成熟的传感器。前者虽然是一个低通型传感器，但是在测量低频小振幅时输出信号太弱，信噪比很差。后者则是一种高通型的传感器，测量范围应在其结构的弹簧——质量系统的固有频率之上。如果要用磁电式速度传感器测量低频振动，则势必要用很软的弹簧悬挂系统和较大的质量块，这就不仅要增大传感器的体积和重量，而且其可靠性大大降低。工程中要求测量低频振动的传感器应该是体积小、灵敏度高、可靠性好、使用方便。

严普强分析了磁电式速度传感器（检波器）的传递函数，其分母取决于机械结构的弹簧——质量系统。为了保证传感器在工程应用中的可靠性，其固有频率不能低于5～10Hz。他提出了用串联校正扩展低频特性的方法：通过对所用校正电路传递函数的零、极点的巧妙配置，使传感器的输出特点等效于一个固有频率很低的检波器。而与此同时，保持了其原固有频率较高的检波器的可靠性好，适于工程应用的特点。多年的研究工作使严普强认识到：在我国科研成果转化为生产力的体制尚不完善的时候，将一项研究发明从做成原理样机，发表论文到为工程界所接受还要做很多细致的工作。为使这种新型传感器发挥其生命力，除了不断地改进结构和工艺，严普强不顾70岁的高龄带领学生和年轻同事进行了大量的现场测试工作，包括对多种结构型式的大跨度桥梁振动和模态测试、大型水轮发电机组振动测试、精密地基评估测试、地脉动测量和周边警戒试验等，发展了适应上述各种工程领域的测试系统。这种绝对式低频振动传感器已在上述多个工程领域获得推广应用。

在20世纪60年代国民经济困难时期，核潜艇导航任务暂时下马。严普强带领新办的陀螺导航仪器专业的师生则把力量转向解决当时陀螺仪器工业生产中迫切需要解决的技术关键。

当时无论是航空还是航海陀螺仪器的生产都是引进苏联的技术。不仅产品严格按苏联图纸生产，而且全套工艺装备和试验设备均从苏联引进。陀螺马达是陀螺仪的心脏，转速为19800转/分或24000转/分。对高转速的陀螺马达，转子动平衡是关键技术，允许不平衡量折合转子偏心量小于0.2～0.4μm。当时生产中使用的是苏联A-21型动平衡机。动平衡工序不仅需要经验丰富的技术工人，而且常常要多次反复平衡，形成了生产中的瓶颈。1963年严普强和全国藩领导的课题组决定为解决这一国防生产上的难题而努力。

经过详细的试验和分析，他们发现了这种动平衡机在结构设计和电路设计上的致命弱点：支承系统设计有原理性的错误；电路中采用双T谐振选频电路后对动平衡转速的微小波动即导致相位角指示的大幅晃动。

分析了A-21型平衡机的症结所在后，课题组迅速制订了新型平衡机的设计方案：设计了新型的各向等弹性的支承系统；采用宽带的高、低通滤波技术抑制噪声；采用同步检波技术和旋转变压器线性移相技术来提取动不平衡振动信号的幅值和相角。在确定了技术方案，分解了技术关键后，结合64届学生的毕业设计工作，师生们通力合作，在不到一年的时间就研制出新型的陀螺转子动平衡机——PJ-Ⅰ型，并在1965年初通过技术鉴定。1966年初又鉴定了PJ-Ⅱ型，精度指标达到0.008μm。PJ型动平衡机曾由系工厂生产，供应国防生产单位的需要。

“文化大革命”以后，根据拓宽专业的指导思想，严普强领导其科研小组也把动平衡技术的研究转向民用工业，特别是电力工业的现场动平衡技术。他在这个领域的主要贡献是：①首先发展了跟踪转速的整周期采样技术，这是应用计算机技术解决动平衡信号处理的关键；②用相关滤波技术（模拟的或数字的）在信噪比很差的条件下获取准确的动不平衡振动信号中的幅值和相角信息；③认为软支承动平衡机中的解算电路、硬支承动平衡机中的平面分离系数法都有其严格的条件限制，动平衡平面分离的最佳措施是采用影响系数法，上述解算电路和平面分离系数都是影响系数法的特例；④首先将微型计算机用于现场动平衡。所研制的IDB型微机化动平衡仪集总了锁相倍频的整周期采样、数字相关滤波、谐波分析、用影响系数进行多平衡面解耦等先进技术。该微机化现场动平衡仪由工厂生产并在1988年荣获国家发明三等奖。

与动平衡技术相关连，严普强进一步用跟踪转速的锁相倍频技术在轴系振动测量和诊断技术领域取得了多项研究成果。例如：对变速转子的动力学，他提出复谱分析理论，利用转子启、停过程中的丰富信息来诊断多种故障；他还提出一种用数字技术的轴系扭转振动测量新方法，该方法可以分离转速的变化和各阶扭振振幅。

通过对数字信号处理的潜心研究，严普强进一步提出避开硬件在振动信号中准确分离出转频分量的幅值和相角的方法——利用参考信号（键相或光电信号）提取连续谱线上特定频率的谱线信息，他倡导了利用PC机在现场排除旋转机械动不平衡故障的途径。

聋哑人是一个较大的弱势群体，我国每年新增的聋哑人约数万人。“哑”是因聋引起，听觉神经系统有故障，听不到自己发音（说话），缺少反馈信息，也就学不成说话。如果使语言可视化，给聋儿的语音训练以视觉的反馈，就可以训练聋儿说话，使他们聋而不哑。再进一步，如果将正常人的说话也作可视化处理，无疑将可以有助于聋哑人与正常人之间的社会交往。

从六七十年代开始，计算机语音识别就是一个世界性的热门课题。汉语语音识别的研究也已有20多年的历史，也是国家科技攻关的重点。尽管已有一些市售的语音打字机等产品，但是至今其识别率、强顽性（鲁棒性）还不尽如人意。专业打字人员常用字形输入（如五笔字型法等），熟悉汉语拼音的年轻人则用键盘输入。

对于计算机对汉语语音识别研究，严普强一直认为不能简单承袭英语语音识别的技术途径。汉语由单音节字组成词，音节具有声、韵、调的结构，语音的标志单元——音素对应特定的发音方式即一定的口形、舌位和送气方式。所以如果充分利用汉语实验语音学的研究成果，合理切分音节，以音素作为识别单元应是一条有效的途径。为此，80年代末期他曾经指导几个研究生发展了一种由硬件（语音基频提取器等）和软件组成的识别系统，这项工作已跨越了他所从事教学专业的界限，且受到工作条件的限制，后来只得中止。

离休以后，严普强仍然关注语音识别技术的进展。当他了解当前聋儿语音训练系统虽已有产品，但价格高、识别效果又不理想时，便决心发展聋儿语言训练的识别技术，为帮助我国弱势群体尽一份力量。他暮年的希望就是将语音识别方面多年研究成果能在这一领域开花结果。他指导几个有志于此的学生已取得可喜的成果。