ИЗВЕСТИЯ РАН. ТЕОРИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, 2008, № 3, с. 5-7
ЮБИЛЕЙ
ПОЗДРАВЛЕНИЕ С ЮБИЛЕЕМ К 70-ЛЕТИЮ АКАДЕМИКА ФЕЛИКСА ЛЕОНИДОВИЧА ЧЕРНОУСЬКО
Академику Феликсу Леонидовичу Черноусько, крупному ученому в области теории управления, механики и прикладной математики, заместителю главного редактора журнала "Известия РАН. Теория и системы управления", 16 мая 2008 г. исполнилось 70 лет.
Круг научных интересов и достижений Ф.Л. Черноусько очень широк: динамика твердых тел с полостями, содержащими жидкость, теория оптимального управления, дифференциальные игры, теория колебаний, асимптотические методы нелинейной механики, теория оценивания фазового состояния динамических систем, вычислительные методы вариационного исчисления и оптимального управления, робототехника. В этих областях ему принадлежат фундаментальные результаты, получившие международное признание. Список его трудов насчитывает свыше 350 публикаций, включая 10 монографий.
В 60-е годы прошлого столетия, будучи молодым ученым, Ф.Л. Черноусько выполнил большой цикл исследований по динамике твердого тела с полостями, содержащими жидкость. Используя классические методы разделения движений, он изучил эволюцию угловых движений твердого тела в зависимости от формы полости, степени ее заполненности и вязкости жидкости. Эти работы
принесли Ф.Л. Черноусько репутацию талантливого ученого-механика. Полученные им результаты имели большое практическое значение в связи с созданием космических аппаратов, разработка которых в те годы велась очень интенсивно. За эти работы в 1971 г. ему была присуждена премия Ленинского комсомола.
Ф.Л. Черноусько внес существенный вклад в развитие теории оптимального управления. Он предложил метод последовательных приближений для численного решения задач оптимального управления, который был первым вычислительным алгоритмом, основанным на принципе максимума Понтрягина, а также метод локальных вариаций для численного решения вариационных задач механики и управления. Разработан эффективный метод для приближенного аналитического решения задач оптимального управления нелинейными динамическими системами с быстро вращающейся фазой, в котором впервые принцип максимума Понтрягина сочетается с методом усреднения Крылова-Боголюбова. С помощью этого метода было решено множество практически важных задач управления колебательными и вращательными процессами, орбитальным движением космических аппаратов и их ориентацией.
Феликсу Леонидовичу Чериоусько принадлежат фундаментальные результаты в теории управления и наблюдения при неполной информации и в условиях конфликта. Он впервые дал постановку и решение дифференциальной игры преследования в условиях запаздывания информации, которое существенно в ряде практически важных случаев. Исследован важный класс дифференциальных игр в условиях переменной информированности, в частности при наблюдениях, дискретных во времени. Показано, что при определенной последовательности дискретных наблюдений преследователь может обеспечить поимку за то же время, что и при непрерывных наблюдениях. Ф.Л. Черноусь-ко предложил решение задачи уклонения одного объекта от группы преследователей, указал стратегию уклонения и оценил снизу минимальное расстояние между уклоняющимся объектом и преследователями. Им сформулирована и решена задача поиска одного подвижного объекта другим в условиях ограниченной видимости: либо при ограниченной дальности наблюдения, либо в случае препятствия. Дана постановка и решение задачи оптимизации процесса наблюдений при ограничении их суммарной длительности, а также автомодельной задачи оптимальной коррекции движения при случайных возмущениях. Эти оригинальные работы положили начало многочисленным исследованиям процессов управления стохастическими системами.
Ф.Л. Черноусько разработал эффективный подход к построению управлений с обратной связью для нелинейных механических систем, описываемых уравнениями Лагранжа. Подход основан на идее декомпозиции исходной системы со многими степенями свободы на простые подсистемы с одной степенью свободы, которыми можно управлять независимо. Он позволяет приводить механическую систему в заданное состояние за конечное время с учетом ограничений на управления и в присутствии неконтролируемых возмущений, действующих на систему. Этот подход нашел применение при расчете режимов управления многозвенными робототехническими системами.
Ф.Л. Черноусько разработал теорию и метод оптимального оценивания множеств достижимости линейных систем с дискретным и непрерывным временем при помощи эллипсоидов, предложил обобщения теории для нелинейных систем, а также на случай использования нескольких аппроксимирующих эллипсоидов. Построение внешних и внутренних эллипсоидальных аппроксимаций множеств достижимости управляемых систем сводится к решению задач Коши для специальных нелинейных систем дифференциальных уравнений. Ф.Л. Черноусько исследовал свойства этих систем и в ряде случаев построил их явные решения. Предложенные эллипсоидальные оценки множеств достижимости позволяют дать приближенные решения и получить надежные двусторонние оценки в ряде важных
проблем теории управления и оценивания: в задачах управляемости и оптимального управления, при оценивании влияния возмущений на движение механических систем, в дифференциальных играх и гарантированной фильтрации результатов наблюдений. Работы Ф.Л. Черноусько по методу эллипсоидов получили широкое признание в России и за рубежом, они используются в теоретических и прикладных исследованиях.
Феликс Леонидович внес существенный вклад в развитие научных основ робототехники. На базе сочетания асимптотических и численных методов нелинейной механики им разработан эффективный подход к моделированию динамики многозвенных манипуляторов с учетом упругой податливости их звеньев и шарнирных соединений. Этот подход применялся при исследовании влияния упругости на точность позиционирования универсальных промышленных роботов и манипуляционных систем специального назначения. Им введено фундаментальное понятие гарантированного равновесия для твердого тела, контактирующего с жесткой поверхностью при наличии сухого трения, и получены условия такого равновесия в терминах параметров, характеризующих область контакта, внешние силы и трение. С использованием этих результатов рассчитывались конструктивные параметры шагающих роботов вертикального перемещения, удерживаемых на вертикальной поверхности посредством вакуумных фиксаторов (присосок). Были найдены оптимальные параметры походок уникального шагающего робота для перемещения внутри труб, созданного в Мюнхенском техническом университете. Совместно с коллегами Ф.Л. Черноусько решил ряд базовых задач оптимального управления электроприводами манипуляционных роботов. Им предложен новый принцип передвижения мобильных роботов в сопротивляющейся среде без специальных движителей за счет изменения конфигурации робота или за счет движения внутренних масс. На этом принципе могут быть созданы герметичные мини- и микророботы, не содержащие выступающих деталей и пригодные для технической и медицинской диагностики.
Ф.Л. Черноусько плодотворно сочетает исследовательскую работу с педагогической. Более 40 лет он преподает в Московском физико-техническом институте, руководит научной работой студентов и аспирантов, заведует кафедрой механики и процессов управления. Им создана одна из ведущих научных школ в России в области теории управления. Среди его учеников - четырнадцать докторов наук и более тридцати кандидатов наук.
Феликс Леонидович ведет большую научно-организационную работу. Тридцать девять лет он возглавлял Отдел механики управляемых систем в Институте проблем механики Российской академии наук, а с 2004 г. - директор института. Ф.Л. Черно-
усько - член Бюро Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Российской академии наук, заместитель председателя Российского национального комитета по теоретической и прикладной механике, член Российского национального комитета по автоматическому управлению, главный редактор журнала "Прикладная математика и механика", член редколлегий ряда журналов Российской академии наук и международных журналов. Ф.Л. Черноусько - научный руководитель Программы Президиума Российской академии наук "Процессы управления", направленной на развитие фундаментальных исследований в данной области. В рамках этой программы выполняется 22 проекта в 16 институтах Российской академии наук из 12 городов центрального региона России, Урала, Сибири и Дальнего Востока.Выдающиеся научные достижения академика Ф.Л. Черноусько получили
признание в России и за рубежом: лауреат Государственной премии СССР и Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники, член Европейской академии наук, Сербской академии наук и искусств, Международной академии астронавтики, Академии инженерных наук Сербии и Черногории, почетный член Международного общества "Физика и управление". Награжден премией Кербера за развитие европейской науки (Германия, 1993 г.), премией Гумбольдта (Германия, 1998 г.), Золотой медалью имени С.А. Чаплыгина Российской академии наук (2005 г.).
Редколлегия и редакция нашего журнала, коллеги и ученики Феликса Леонидовича сердечно поздравляют его с юбилеем и желают здоровья, долгих лет жизни, плодотворной научной деятельности и счастья.
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.