Подробности
23.08.2016 20:30

 

Основные достижения

кафедры теоретической кибернетики в 2015 г.

 

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

 1. Произведена доработка, систематизация и организация в виде научной монографии большой серии новых алгоритмов управления мобильными робототехническими системами с ограничениями. Получены условия безопасного достижения заданной цели в априори неизвестной сложной среде с препятствиями.

 

 2. Для новых классов непрерывных неопределенных систем синтезированыуправления по состоянию и по выходу, при которых замкнутая система становится глобально экспоненциально устойчивой, если коэффициенты ограничены во всем фазовом пространстве, либо экспоненциально устойчивой "в большом", если коэффициенты ограничены лишь в конечной области фазового пространства.

 

3. Установлена связь леммы Калмана-Попова-Якубовича и 17-й проблемы Гильберта: в любом упорядоченном поле одно из утверждений леммы равносильно утверждению 17-й проблемы Гильберта.

 

 

4. Решена долгое время остававшаяся нерешенной задача стабилизации вращательного движения механической системы, известной как робот "бабочка".

 

5. Изучены схемы построения наблюдателей состояний импульсных систем управления с неизмеряемыми моментами импульсации.

 

6. Изучена динамика импульсного осциллятора с запаздыванием в непрерывной части. Развита методика построения преобразований Пуанкаре для систем указанного типа, с помощью которых исследованы сложные нелинейные эффекты: периодические, квазипериодические и хаотические колебания, мультистабильность, наличие скрытых аттракторов.

 

7. Исследована устойчивость эволюции систем к состояниям, максимизирующим энтропию Реньи и Цаллиса при ограничениях, соответствующих сохранению массы и энергии.

 

8. Поставлена и решена для пассифицируемых систем со скалярным входом и выходом задача адаптивной абсолютной стабилизации.

 

9. Предложен и частично исследован метод синтеза гибридных систем Лурье в задаче стабилизации на основе пассификации при ограничении на шаг дискретности.

 

10. Частотная теорема (лемма Якубовича-Калмана-Попова) развита для случая, когда линейная часть системы может быть нестабилизируемой, а ограничивающее неравенство выполнено строго.

 

11. Получены условия существования "универсального" регулятора в задаче линейно-квадратичной оптимизации при ограничении на спектр неизвестного внешнего сигнала (полигармонический, с неизвестными амплитудами).

 

ПУБЛИКАЦИИ

 

Опубликовано 53 статьи в журналах и трудах конференций, в том числе 36 статей в изданиях, индексируемых в Web of Science, Scopus.

 

Опубликованы три монографии:

 

1. A.V. Savkin, T.M. Cheng, Z. Xi, F. Javed, A.S. Matveev, H. Nguyen Decentralized Coverage Control Problems for Mobile Robotic Sensor and Actuator Networks. — Hoboken, NJ: Wiley and IEEE Press, 2015.

 

2. A.S. Matveev, A.V. Savkin, M.C. Hoy, C. Wang Safe Robot Navigation among Moving and Steady Obstacles. — Oxford, UK: Butterworth Heinemann (imprint of Elsevier), 2015.

 

3. Н.О.Амелина, М.С.Ананьевский, Б.Р.Андриевский, О.Н.Граничин, И.А.Джунусов, A.С.Матвеев, А.В.Проскурников, И.В.Пчёлкина, А.А.Селиванов, А.Л.Фрадков, Э.М.Фридман, И.Б.Фуртат. "Проблемы сетевого управления"/Под ред. А.Л.Фрадкова. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2015.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ КОНФЕРЕНЦИЙ

 

Кафедра приняла активное участие в организации первой Международной конференции «Моделирование, идентификация и управление нелинейными системами» (MICNON 2015), проводимой под эгидой ИФАК (Международной федерации по автоматическому управлению). Конференция прошла с 24 по 26 июня 2015 года в СПбГУ и Университете ИТМО и была посвящена памяти одного из основоположников современной теории управления, почетного профессора Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), члена-корреспондента РАН В.А.Якубовича (1926-2012). Конференция стала первой из новой серии международных конференций в области теории систем и автоматического управления, организуемых Международной федерацией по автоматическому управлению (ИФАК). В ней приняли участие около 250 специалистов из 38 стран, в том числе более 120 зарубежных ученых. Особенный интерес сообщества вызвало участие ведущих мировых специалистов, "звезд" теории управления: Рудольфа Калмана (ETH Цюрих, Швейцария), Карла Острема (Лунд, Швеция), Роджера Брокетта (Гарвард, США), Дэвида Хилла (Гонконг-Сидней), Бориса Поляка (Москва, Россия) и других. В конференции участвовали также экс-президент ИФАК Альберто Исидори (Рим, Италия), будущий президент ИФАК Фрэнк Аллговер (Штуттгарт, Германия), генеральный секретарь ИФАК Курт Шлахер (Линц, Австрия), председатель российского национального комитета по автоматическому управлению, академик РАН А.Б. Куржанский (МГУ), академик РАН Е.А. Микрин (РКК "Энергия"), австралийский ученый Грэхэм Гудвин и другие известные ученые.

 

Целый ряд докладов был посвящен работам В.А.Якубовича, а также его учеников и последователей. На пленарном заседании был представлен доклад А.Л.Фрадкова (Институт проблем машиноведения РАН, СПбГУ, Университет ИТМО) "В.А.Якубович и его научная школа" с кратким обзором основных направлений научной деятельности В.А.Якубовича: устойчивость и колебания гамильтоновых систем, метод матричных неравенств в задачах устойчивости и колебаний нелинейных систем, S-процедура, абстрактная теория оптимального управления, метод рекуррентных целевых неравенств в теории адаптивных систем, теория универсальных регуляторов. Каждому из перечисленных направлений были посвящены специальные тематические (приглашенные) сессии конференции, на которых были сделаны обзорные доклады С.В.Гусева (СПбГУ) "Лемма Калмана-Якубовича-Попова и 17-я проблема Гильберта", Н.Е.Барабанова (Университет Северной Дакоты, США) "Вклад В.А.Якубовича и его школы в теорию абсолютной устойчивости", А.С.Матвеева (СПбГУ) "От LQR-синтеза к невыпуклой глобальной оптимизации: о влиянии идей В.А.Якубовича". Кроме того, состоялись две "исторические" сессии, участники которых делились воспоминаниями о встречах с В.А.Якубовичем и говорили о влиянии его идей на мировую науку. Организатору тематических и исторических сессий А.С.Матвееву удалось привлечь к участию выдающихся ученых: Р.Калман, А.Исидори, Р.Брокетт, А.Линдквист, Р.Ортега, Б.Т.Поляк, А.Ранцер, В.Разван, Д.Хилл и другие. Интерес аудитории вызвал доклад Д.В.Якубовича "Воспоминания и анекдоты о моем отце".

 

Состоялась также интересная приглашенная сессия, где были представлены результаты научной школы Г.А.Леонова по анализу скрытых колебаний в динамических системах.

 

Труды конференции опубликованы в базе данных IFAC-PapersOnline (http://www.ifac-papersonline.net/), имеющей статус продолжающегося научного издания (ISSN 1474-6670). Они свободно доступны и индексируются в базе цитирования Scopus. Видеозаписи пленарных докладов и докладов на исторических сессиях опубликованы на историческом канале ИФАК и также открыто доступны.

 

Накануне конференции, 23 июня 2015 года в Актовом зале СПбГУ состоялось совместное заседание Санкт-Петербургского математического общества и Санкт-Петербургского городского семинара по теории управления, посвященное памяти Владимира Андреевича Якубовича. Вход на это заседание, а также на пленарные заседания и на исторические сессии MICNON был обеспечен всем желающим. Специально приглашались студенты и аспиранты соответствующего профиля. Всем участникам этого заседания и зарегистрированным участникам MICNON'15 выдавался диск с новым, наиболее полным собранием трудов В.А.Якубовича, подготовленным его учениками и сотрудниками. Новое издание, как и предыдущее, подготовлено М.С. Ананьевским.

 

 

УЧАСТИЕ В КОНФЕРЕНЦИЯХ

 

Сотрудники кафедры сделали 15 докладов на 1-й Международной конференции «Моделирование, идентификация и управление нелинейными системами» (MICNON 2015), посвященной памяти основателя Кафедры, одного из основоположников современной теории управления, почетного профессора Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), члена-корреспондента РАН В.А.Якубовича (1926-2012).

 

ЗАЩИТА ДИССЕРТАЦИЙ

 

Защищена кандидатская диссертация аспирантом Р.Э.Сейфуллаевым. Подготовлена к защите и сдана в диссертационный совет диссертация Е.В.Усика. Защищены выпускные квалификационные работы аспирантами Р.Э.Сейфуллаевым, Е.В.Усиком, А.А.Мельниковым.

 

ГРАНТЫ И ПРОЕКТЫ

 

Кафедра активно участвовала в выполнении НИР по гранту из средств СПбГУ: 6.38.230.2015Математическая теория управления техническими системами с ограничениями ( Номер госрегистрации: 115040310113), Руководитель: Фрадков А.Л.

 

 ДИПЛОМЫ И ПРЕМИИ

 

Цикл работ С.В.Гусева, А.С.Матвеева, А.Л.Фрадкова «Управление при информационных ограничениях с приложением к сетевым, робототехническим и физико-техническим системам» удостоен премии Санкт-Петербургского государственного университета «За научные труды» в категории «За фундаментальные достижения в науке», 2015 г.

  

Cтудент 3 курса кафедры Денис Никитин завоевал две золотых медали на международных соревнованиях по робототехнике в Австрии RobotChallenge-2015

 

( http://www.robotchallenge.org/ ) В соревнованиях участвовали команды 40 стран, 640 роботов в 17 номинациях. Роботы Дениса выиграли гонки квадрокоптеров и соревнование по сбору предметов.