Институт проблем машиноведения РАН

Лаборатория "Управление сложными системами"


in English
Новости и
события

История
Научные
направления
и результаты

Публикации
Сотрудники
Адрес
Российский
архив
по системам и
управлению

Отчет о научной деятельности лаборатории "Управление сложными системами" ИПМаш РАН за 1996-1998 годы

ШТАТНАЯ ЧИСЛЕННОСТЬ:
1996 - 7 (Зав.лаб.; 2 с.н.с., ; 3 н.с.; м.н.с.)
1997 - 9 (Зав.лаб., г.н.с. 2 с.н.с., 2 н.с.(к.н.); 2 н.с.;лаб-т)
1998 - 8 (Зав.лаб., г.н.с. 2 с.н.с., 2 н.с.(к.н.); н.с.;лаб-т)
на 01.01.99 - 8 (Зав.лаб., г.н.с. 2 с.н.с.; 2 н.с.(к.н.); н.с.;лаб-т)

НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: Теория и методы нелинейного и адаптивного управления процессами в сложных физико-технических системах, в том числе управления колебательными и хаотическими системами. Применение адаптивных методов к управлению механическими системами, движущимися объектами, технологическими процессами.

В 1996-1998 годах были получены следующие основные научные результаты:

  • Метод синтеза алгоритмов управления и адаптации для сложных систем с нелинейной динамикой (метод скоростного градиента) применен к разработке алгоритмов нелинейного и адаптивного управления для широкого класса задач управления возбуждением (раскачкой) и синхронизацией регулярных и хаотических колебаний в консервативных и диссипативных системах в условиях невозможности полной компенсации действующих сил.
  • Обнаружено и исследовано явление резонанса с обратной связью в нелинейных колебательных системах и указаны пути использования этого явления для исследования физических систем. Получены оценки степени резонанса с обратной связью.
  • Впервые начато систематическое изучение задач синтеза адаптивного управления нелинейными колебательными процессами при существенных ограничениях на величину управляющего воздействия.

Полученные решения могут применяться в вибрационной технике (при запуске вибровозбудителей), в литейном производстве (при разливке жидкостей), при управлении движением промышленных и космических тросовых систем, в технике связи и др.

Основные полученные результаты превышают мировой уровень в данной области.

Лаборатория ведет работы по основным заданиям к плану НИР института:

  • по разделу 1.12.1 (38). Адаптивное гашение вынужденных колебаний в пассивных системах;
  • разделу 1.10.4 (12) Стабилизация инвариантов свободных движений механических систем методом скоростного градиента;
  • раздел 1.12.1.1 (39) Разработка алгоритмов адаптивного управления последовательно движущимися транспортными средствами с учетом помех.
Лаборатория ведет работы по 4-м проектам федеральной целевой программы "Интеграция", имеющей статус президентской программы:
  • проект 2.1-589 Развитие и поддержка Санкт-Петербургского учебно-научного центра "Проблемы машиностроения, механики и процессов управления" (в 1999г. вошедший в объединенный проект А0151 "УНЦ С.-Петербургский академический университет"), где координирует 3 исследовательских темы, в которых участвует 6 ведущих вузов С.-Петербурга; 15 докторов наук и профессоров; 6 кандидатов наук и доцентов; 10 аспирантов, студентов и молодых ученых;
  • проекты 2.1-326.53 и 2.1-326.55 (в 1999 году объединены в составе проекта А0145), где разрабатываются методы анализа и синтеза сложных нелинейных колебательных систем;
  • проект К0361 "Проведение международных молодежных мероприятий по механике и физике", где участвовала в организации 6-й и 7-й Международных (Балтийских) олимпиад студентов и аспирантов по автоматическому управлению;
  • проект 4.1-360-01 "Издание серии монографий и учебных пособий "АНАЛИЗ И СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ". По проекту 360-01 в 1998 году подготовлены и в начале 2000г. увидят свет 3 монографии общим объемом 78 печ.листов:
    1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ. Смирнова В.Б., Леонов Г.А., 20 печ.листов
    2. ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ ТЕОРИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ с примерами на языке MATLAB. Б.Р.Андриевский, А.Л.Фрадков, 27 печ.листов.
    3. НЕЛИНЕЙНОЕ И АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СЛОЖНЫМИ ДИНАМИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ. Мирошник И.В., Никифоров В.О., Фрадков А.Л., 31 печ.лист.
    4. Кроме того, 1-й сборник из этой серии "Анализ и управление нелинейными колебательными системами" был издан по проекту 2.1-589 в 1998г.

Лаборатория ведет работы по грантам РФФИ (в 1996-1998 - грант N 96-01-0151 "Адаптивное управление периодическими и хаотическими колебаниями"; в 1999-2001 гг. - грант N 99-01-00672).

МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО:

В 1996г. велось и в 1997г. успешно закончилось сотрудничество по проекту ИНТАС 94-0965, посвященному "Адаптивному управлению нелинейными электромеханическими системами", с участием 5 коллективов из России, Украины, Франции, Голландии, Италии, Бельгии. Проект ИНТАС позволил начать сотрудничество с проф. Х.Неймейером (Ун-т Твенте, Энсхеде, Голландия), которое продолжается и сейчас. Проводятся также совместные исследования с иностранными партнерами:

  • Токийский технологический институт, Япония (проф. К.Фурута);
  • Университет г. Кумамото, Япония (проф. З.Ивай)
  • Линчепингский университет, Швеция (проф. Л.Льюнг);
  • Норвежский университет науки и технологии (проф. О.Эгеланд);
  • лаборатория сигналов и систем, SUPELEC, CNRS, Франция (проф.Р.Ортега);
  • Словацкий технический университет, Братислава (проф.В.Веселы).

Получено 7 грантов РФФИ на участие в международных конференциях.

ПУБЛИКАЦИИ: В 1996-1998гг. было опубликовано:

  • книг: 2+3+3=8
  • журнальных статей: 7+15+10=31
  • статей в реферируемых сборниках трудов конференций: 26+27+16=69

В частности, была опубликована монография
Fradkov A.L., Pogromsky A.Yu. "INTRODUCTION TO CONTROL OF OSCILLATIONS AND CHAOS", World Scientific, 1998,
а также 5 статей в журнале "Автоматика и телемеханика", 4 статьи в "Доклады РАН", статьи в ведущих отечественных и международных журналах, таких как "Радиотехника и электроника", "Кибернетика и системный анализ", "Automatica", Systems and Control Letters, IEEE Transactions on Circuits and Systems, Journal of Physics D, "International Journal of Control", "International Journal of Bifurcation and Chaos" и другие.

ПОДГОТОВКА НАУЧНЫХ КАДРОВ:

В 1996-1998гг. защитили кандидатскую диссертацию 3 сотрудника: Пантелей Е.В., Дружинина М.В., Гузенко П.Ю.

Подготовил и представил в Совет диссертацию И.А.Макаров (защита назначена на 21.10.99).

В 1997г. были удостоены президентских стипендий для молодых ученых А.Ю.Погромский и А.С.Ширяев.

УЧАСТИЕ В КОНФЕРЕНЦИЯХ: Основные результаты были представлены более чем в 70 докладах на крупных международных конференциях, в том числе на 13-м Всемирном конгрессе по автоматическому управлению (Сан-Франциско, 1996), 35-й и 36-й конференциях IEEE по принятию решений и управлению (Кобэ, Япония, 1996 и Тампа, США, 1997), 3-й Европейской конференции по управлению (Рим, 1995), 4-й Европейской конференции по управлению (Брюссель, 1997), 1-й международной конференции "Управление колебаниями и хаосом" (С.-Петербург, 1997), 4-м симпозиуме ИФАК по нелинейным системам управления (Энсхеде, Нидерланды, 1998). на 14-м Всемирном конгрессе по автоматическому управлению в Пекине в 1999г. было представлено 9 докладов, что составляет половину общего числа докладов от России.

ОРГАНИЗАЦИЯ КОНФЕРЕНЦИЙ

Лаборатория была ведущей при организации 1-й международной конференции "Управление колебаниями и хаосом" (С.-Петербург, 1997); участвовала в организации 6-й и 7-й Международных (Балтийских) олимпиад студентов и аспирантов по автоматическому управлению; Международной конференции по нелинейным наукам в июне 1999г.

Сотрудники лаборатории участвовали в работе программных комитетов и рецензировании докладов для 4-й и 5-й Европейских конференций по управлению, Американских конференций по управлению в 1998 и 1999гг. (всего более 100 рецензий). Подготовлено более 40 рецензий статей для международных журналов: European Control Journal, Systems and Control Letters, IEEE Transactions on Automatic Control, IEE Proceedings.

ПЕРСПЕКТИВЫ:

Начаты работы по теме "Ляпуновсие методы адаптивного управления колебательными и волновыми процессами" (грант РФФИ на 1999-2001 гг. грант N 99-01-00672).

Планируются работы в области на стыке теории управления и физики - кибернетической физики.

Ведется подготовка к проведению 2-й международной конференции "Управление колебаниями и хаосом" (С.-Петербург, 5-7 июля 2000г.) и 5-го симпозиума ИФАК "Нелинейные системы управления" (С.-Петербург, 4-6 июля 2001г).