Кафедра "Специальная робототехника и мехатроника"

Научная работа кафедры

Общие вопросы теории автоматического управления

 

Наряду с исследовательскими работами прикладного характера учеными кафедры внесен вклад в развитие теории автоматического управления. Начало таких работ относится к 1960 году, когда аспирант (выпускник кафедры) из КНР Сун Цзянь применил разработанную академиком Л.С. Понтрягиным и его учениками математическую теорию оптимальных процессов для решения задачи синтеза оптимальных по быстродействию систем автоматического управления. Работа Сун Цзяня была высоко оценена при защите им кандидатской диссертации в 1960 году. Теория оптимального управления нашла широкое применение при создании в Китае с участием Сун Цзяня ряда ракетных и космических систем. В 70-е годы им проведено ряд теоретических исследований с последующим применением в конкретных задачах. За эти работы Сун Цзяню присуждены Государственные премии КНР в области естественных наук в 1978 и 1983 годах. Докторскую диссертацию на тему "Теория систем управления на основе принципа поля оптимальности и ее применение к техническим и социальным проблемам" Сун Цзянь защитил в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 1990 году. Сейчас он почетный академик РАН и многих других академий мира, а также почетный профессор ряда университетов.
    Методы теории оптимального управления были применены при решении ряда практических задач. Уже упоминавшаяся работа Сун Цзяня явилась первой в мире реализацией применения теоретических положений теории оптимального управления для создания действующей системы управления следящим электроприводом постоянного тока по двум управляющим воздействиям. Г.А. Орлов использовал оптимальные скользящие режимы для синтеза систем, инвариантных к изменению параметров. В 1965 году Н.В. Фалдин развил методы теории оптимального по быстродействию управления для систем с ограничениями, наложенными на фазовые координаты, В.А. Иванов применил методы теории оптимальных по быстродействию систем для синтеза систем стабилизации.
    Е.П. Поповым и его учениками создана и развита прикладная теория и методы исследования нелинейных систем управления высокого порядка (метод гармонической линеаризации), позволяющие исследовать устойчивость и качество процессов управления в нелинейных системах, процессы при вынужденных колебаниях, вибрационную помехоустойчивость систем управления. Разработанные методы изложены в монографии Е.П. Попова "Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах"(1973 г.).
    Дальнейшее развитие теории исследования и проектирования цифровых систем автоматического управления частотными методами было выполнено коллективом авторов во главе с Б.К. Чемодановым. Результаты этой работы опубликованы в монографии "Динамика цифровых следящих систем"(1970 г.).
    В целях повышения качества проектирования систем управления и сокращения сроков его выполнения ЦНИИАГ и НИИ "Сигнал" в 70-х годах поставили перед кафедрой задачу разработки пакетов прикладных программ для автоматизации динамических расчетов систем управления на основе широко применявшегося в этих организациях метода логарифмических частотных характеристик.
    Работы в этом направлении под руководством В.С. Медведева проводились отделом "Прикладные системы моделирования и управления" во главе с А.Г. Лесковым. Сотрудники отдела создали несколько модификаций пакетов программ, в которых решались задачи синтеза и моделирования следящих приводов. В разработке пакетов принимали участие С.М. Лескова, С.А. Бедарев, А. В. Кузнецов.
    Более общие задачи автоматизации динамических расчетов САУ решались в вычислительном центре факультета. которым руководил А.И. Максимов. Сотрудниками ВЦ создано несколько вариантов пакетов программ для анализа САУ с помощью частотных характеристик, моделирования динамики систем управления, параметрической оптимизации по задаваемым критериям.
    Результаты работ по созданию пакетов прикладных программ для моделирования и расчета САУ опубликованы в монографиях: "Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ" под редакцией В.С. Медведева (1979г.), "Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов" В.Ф.Казмиренко, А.Г. Лесков и др.(1984г.), "Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем" П.Д. Крутько, А.И. Максимов, Л.М. Скворцов.(1988 г.).

За последние годы преподавателями кафедры В.А. Ивановым, В.С. Медведевым, Б.К. Чемодановым создан ряд учебных пособий по математическим основам теории автоматического управления.