Автоматика и телемеханика, № 3, 2013
Тематический выпуск
К 100-летию со дня рождения вице-президента АН СССР Бориса Николаевича Петрова
Борис Николаевич Петров родился 11 марта 1913 г. в Смоленске. Его мать. Вера Владимировна, была врачом; отец, Николай Георгиевич, - бухгалтером. Вскоре после революции в нашей разоренной войной стране вспыхнула эпидемия тифа. Вера Владимировна, отдававшая все свои силы, все свое искусство врача борьбе с эпидемией, сама заразилась и умерла в 1919 г. В 1929 г. умер и Николай Георгиевич. Заботы о воспитании Бориса и его младшей сестры Тамары в значительной мере легли на сестер их родителей - Елену Георгиевну и Марию Владимировну.
Закончив в феврале 1930 г. школу, Борис Николаевич некоторое время работал счетоводом в колхозе, а осенью уехал в Москву, где был принят в фабрично-заводское училище им. С. Орджоникидзе и стал токарем. Однако его тянуло к учебе. Еще мальчиком он предпочитал чтение детским играм, любил книги о путешествиях, приключениях, увлекался рисованием.
В 1933 г. Борис Николаевич поступил в Московский энергетический институт. Во время приемных экзаменов умерла в Смоленске Елена Георгиевна, помогавшая ему материально. Встал вопрос о возможности учебы в институте. На поступлении в институт настояла другая его тетя, Мария Владимировна, жившая в Москве. Она была учительницей, и, чтобы помогать племяннику, ей пришлось давать дополнительные уроки.
Борис Николаевич учился в институте блестяще. Дипломный проект он писал под руководством своего учителя - академика Виктора Сергеевича Кулебакина. Проект был признан выдающимся.
В 1939 г. после окончания МЭИ с отличием Борис Николаевич по предложению В.С. Кулебакина был направлен на работу в Комитет телемеханики и автоматики АН СССР, на базе которого позже В.С. Кулебакиным был создан Институт автоматики и телемеханики АН СССР (ИАТ), ныне Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. В этом институте Б.Н. Петров прошел путь от инженера до академика, работая в нем до последних дней своей жизни. В трудные годы становления института, с 1947 по 1951 гг., он возглавлял его.
Первые работы молодого ученого были посвящены автоматизации процесса непрерывной разливки металла из мартена. Когда же началась Великая Отечественная война, Борис Николаевич взялся за проблему автоматической браковки изделий.
"... Недоверчиво покачивали головой старые мастера, рассматривая проекты Петрова, опытные конструкторы-чертежники опускали руки, считая идеи Петрова практически неосуществимыми. Но Петров верил в свои силы... Он снова и снова проверял расчеты, сверял чертежи, конструировал новые приспособления... К концу 1942 г. первый станок бойко защелкал, сортируя и отбраковывая гильзы. Станок локального обмера гильз ЛОГ системы проф. Трапезникова и инженера Петрова поступил на вооружение страны" (многотиражная газета МЭИ "Энергетик", 7 ноября 1945 г.).
Научные основы построения автоматических контрольных устройств были освещены в монографии, написанной В.А. Трапезниковым, Б.Н. Петровым, И.Е. Городецким и А.А. Фельдбаумом уже после войны. Это был первый в мировой научной литературе труд, где обобщались достижения в области автоматизации контроля размеров и геометрической формы изделий массового производства.
В 1945 г., через шесть лет после окончания МЭИ, Борис Николаевич защитил диссертацию на тему "Анализ автоматических копировальных систем", за которую ему сразу была присуждена ученая степень доктора технических наук. Было тогда Борису Николаевичу 32 года. В своей диссертации он предложил оригинальную теорию построения автоматических копировальных систем широкого класса и новые принципы построения высокоточных копировальных систем для изготовления сложных изделий.
В отзыве на диссертацию известный советский математик академик Н.Н. Лузин писал: "Представленная диссертация... имеет высокие достоинства, позволяющие рассматривать ее как выдающееся среди других работ явление".
Борис Николаевич создал метод структурных преобразований схем автоматических систем и разработал адекватный математический аппарат - алгебру структурных схем. Много позже, уже в последние годы жизни, он снова вернулся к этой проблематике в работах, выполненных совместно со своими учениками из Уфимского авиационного института.
Весьма глубокие исследования были проведены Борисом Николаевичем в области интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений. Эти работы привели к открытию, которое Н.Н. Лузин, ставший вторым учителем Бориса Николаевича, назвал "феноменом Б.Н. Петрова".
Б.Н. Петров — один из основоположников теории инвариантности, а также один из организаторов и идейных руководителей всесоюзных совещаний по теории инвариантности. Следует отметить, что после опубликования в 1939 г. статьи сотрудника Института автоматики и телемеханики профессора Г.В. Щипанова в научной и политической печати (журнал "Большевик") развернулась жестокая, в сталинском духе, критика теории инвариантности, которая была объявлена вредной и идеалистической наукой, а условия Г.В. Щипанова нереализуемыми ни в каких физических системах. Г.В. Щипанов был уволен из Института, ему было категорически запрещено включать в лекции (он заведовал кафедрой в Московском авиационном институте) идеи инвариантности и все работы по теории инвариантности были прекращены. Надо было иметь большое мужество со стороны Бориса Николаевича, чтобы в 1953 г., когда о хрущевской оттепели еще не было и намека, выступить на II Всесоюзном совещании по теории автоматического регулирования в дискуссии по докладу В.С. Кулебакина с сообщением, в котором были установлены необходимые условия физической осуществимости условий абсолютной инвариантности. Сейчас эти условия широко известны в мировой литературе как принцип двухканальности Б.Н. Петрова. Открытие принципа двухканальности положило конец утверждениям о физической нереализуемости инвариантных систем и предопределило дальнейшее развитие теории инвариантности.
Великолепные человеческие и научные качества проявил Борис Николаевич, добившись вместе с академиком А.Ю. Ишлинским признания первенства работы Г.В. Щипанова, которому был выдан диплом на открытие и премия, правда, когда автора уже не было в живых.
Большое значение имеют исследования Бориса Николаевича по теории нелинейных инвариантных систем с запаздыванием, комбинированных систем. Новые типы автоматических систем, созданные на основе этой теории под его руководством и при его непосредственном участии, реализованы промышленностью.
В исследованиях, выполненных совместно с учениками, Б.Н. Петровым открыт новый класс систем — системы двукратной инвариантности, дано решение проблемы инвариантности в системах с переменной структурой, сделано обобщение условий инвариантности на случай статистически заданных возмущений, развиты идеи двухканальности в информационных и измерительных устройствах.
В 1950-1960 гг. Борис Николаевич провел широкие теоретические и экспериментальные работы в области нелинейных сервомеханизмов. В результате руководимая им группа разработала основы теории этого класса автоматических систем, развила методы расчета и исследования сервомеханизмов с запаздыванием и с несколькими нелинейностями.
С 1955 г. под руководством и при непосредственном участии Б.Н. Петрова развивались методы построения нелинейных систем автоматического управления с переменной структурой, которые представляют собой качественно новый класс систем управления, обеспечивающих высокую статическую и динамическую точность управления.
В работах Бориса Николаевича и его учеников по теории беспоисковых самонастраивающихся систем дана общая постановка задачи анализа и синтеза систем такого класса, приведена их классификация. Предложена концепция обобщенного настраиваемого объекта. На основе теории инвариантности предложен метод синтеза структуры обобщенного настраиваемого объекта. Разработан метод синтеза алгоритмов адаптации, поставлена проблема оптимизации систем с моделью за счет выбора оптимальной модели. Установлено, что беспоисковые самонастраивающиеся системы являются двухка-нальными, что позволяет обеспечить двукратную инвариантность. Сформулированы свойства настраиваемой инвариантности и идентифицируемости и показано, что эти свойства можно реализовать в беспоисковых самонастраивающихся системах. Основные результаты этих работ обобщены в монографии Б.Н. Петрова и его учеников "Принципы построения и проектирования самонастраивающихся систем управления" (1972).
Под руководством и при участии Бориса Николаевича впервые в СССР разработаны и созданы самонастраивающиеся системы управления для нескольких классов ракет Главного конструктора И.С. Селезнева.
Дальнейшим развитием теории самонастраивающихся систем стала теория координатно-параметрического управления. В работах, посвященных этой теории, в монографии "Адаптивное координатно-параметрическое управление нестационарными объектами", которую Борис Николаевич увидел лишь в гранках (она вышла в конце 1980 г.), рассматриваются принципы построения, синтез алгоритмов перестройки параметров объекта, возможности и перспективы развития систем этого класса.
Борис Николаевич возглавлял также новое в теории управления направление, связанное с информационным подходом. Им, его учениками и коллегами введено понятие "порог различимости", которое легло в основу концепции разнообразия состояний системы и метода анализа квантово-механического принципа неопределенности. В монографиях "Информационно-семантические проблемы в процессах управления и организации" (1977) и "Теория моделей в процессах управления" (1978), написанных Борисом Николаевичем совместно с его коллегами, изложены информационные и термодинамические аспекты анализа сложных систем управления.
Широко известны труды Б.Н. Петрова, посвященные нестационарным системам, синтезу алгоритмов наблюдения неизмеряемых координат системы, алгоритмической процедуре синтеза управлений линейными объектами с произвольными свойствами и неполной степенью наблюдаемости. Большой интерес представляют его исследования по синтезу алгоритмов уп
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.