Васильев С.Н. (Ред.). Труды Научного семинара "70 лет теории инвариантности":
Москва, 2 июня 2008 г.

Оглавление

Предисловие

Имя Георгия Владимировича Щипанова, талантливого инженера, выдающегося ученого-исследователя, крупного организатора научного и учебного процессов, одаренного педагога и учителя, вновь привлекает к себе внимание специалистов по теории автоматического управления. Идеи Г.В.Щипанова, высказанные им в различные периоды своей творческой деятельности, снова вызывают интерес не только у историков науки, но и дают новый импульс дальнейшим исследованиям в теории и практике автоматического управления.

В 2008 году исполняется 105 лет со дня рождения Георгия Владимировича. В этом же году исполняется 70 лет со дня выхода из печати книги Г.В.Щипанова "Гироскопические приборы слепого полета" (Оборонгиз, 1938 г.). В 2008 году также исполняется 70 лет с момента создания им так называемой теории компенсации, которая в дальнейшем стала называться теорией инвариантности. Основные идеи этой теории были опубликованы годом позже, в 1939 г., в первом номере журнала "Автоматика и телемеханика", в статье "Теория и методы проектирования автоматических регуляторов". В книге Г.В.Щипанова "Гироскопические приборы слепого полета" была сформулирована задача компенсации вынужденной составляющей движения объекта, а в статье были сформулированы "условия полной компенсации влияния возмущающей силы на регулируемый параметр". Наконец, в 2008 году исполняется 70 лет со дня создания в МВТУ им. Н.Э.Баумана кафедры "Авиационные приборы", созданной под руководством первого заведующего кафедрой Г.В.Щипанова. Все эти знаменательные даты решено отметить проведением Семинара "70 лет теории инвариантности". Этот семинар имеет своей целью не только почтить память известного ученого, отдать дань его научной и научно-организационной деятельности, но проанализировать то огромное влияние на теорию управления, которое оказала теория инвариантности, а также проанализировать современное состояние этой теории в наши дни.

В 2004 году в издательстве "Физматлит" вышла замечательная книга "Г.В.Щипанов и теория инвариантности (Труды и документы)" (составители З.М.Лезина, В.И.Лезин, научный редактор Э.М.Солнечный). В этой книге впервые были представлены не только уникальные материалы о жизни и деятельности Г.В.Щипанова, представлена научная и политическая дискуссия по работам выдающегося ученого, но и опубликована считавшаяся утерянной книга самого Георгия Владимировича "Теория, расчет и методы проектирования автоматических регуляторов". Это уникальное издание стало возможным благодаря архиву одного из старейших сотрудников Института проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН Марка Ароновича Айзермана. В своем архиве М.А.Айзерман с большим риском для себя и близких много лет сохранял папку под названием "Г.В.Щипанов", в которой были материалы, вошедшие в книгу. Настоящее издание материалов Семинара (сборник) может служить неким дополнением к указанной выше книге "Г.В.Щипанов и теория инвариантности (Труды и документы)". В сборник вошли в основном новые материалы, посвященные жизни и деятельности Г.В.Щипанова, а также развитию его идей в теории автоматического управления. Исключение составляет только статья Л.И.Розоноэра, вошедшая в книгу и публикуемая в сборнике с любезного разрешения как самого Л.И.Розоноэра, так и с разрешения составителей вышеупомянутой книги. Георгий Владимирович Щипанов первым предложил проектировать системы автоматического регулирования на основе математического описания элементов системы. Как пишет в предисловии к книге Лев Ильич Розоноэр, "тем самым в теории автоматического регулирования был сделан следующий после Максвела и Вышнеградского принципиальный шаг: была показана возможность не только анализа, но и синтеза систем управления, основанного на теоретическом (математическом) описании системы".

Г.В.Щипанов является одним из основоположников метода структурных схем, позволяющих представить системы регулирования как последовательность соединенных друг с другом динамических вход-выходных звеньев.

На протяжении всей своей научной и педагогической деятельности Георгий Владимирович проявил себя как специалист высочайшего уровня. С 1925 года, когда он поступил на работу на московский завод "Авиаприбор" в качестве старшего инженера-конструктора, и вплоть до 1949 года, когда Г.В.Щипанов оставил свою работу в Московском авиационном институте им. Серго Орджоникидзе, им выполнено множество оригинальных научных исследований и практических разработок. Г.В.Щипанов работал приват-доцентом в Ленинградском институте Гражданского Воздушного Флота, в разное время был создателем и руководителем двух кафедр (в МВТУ им. Н.Э.Баумана и в МАИ им. Серго Орджоникидзе). По предложению Научного Комитета Управления Военно-Воздушных Сил Г.В.Щипанов организовал опытный отдел. В 1938 году Г.В.Щипанова приглашают на работу во вновь организованный Комитет автоматики и телемеханики, преобразованный в 1939 году в Институт автоматики и телемеханики АН СССР.За большую работу в годы Великой Отечественной войны Г.В.Щипанов награждается орденом Красной Звезды. Более подробно с биографией Георгия Владимировича можно ознакомиться по материалам статьи Б.А.Рябова "Георгий Владимирович Щипанов (краткий биографический очерк)" в сборнике "Теория инвариантности в системах автоматического управления", Трудах совещания, состоявшегося в Киеве 29 мая – 1 июня 1962 года (М.: Наука, 1964. С. 19-21), и перепечатанной в книге "Г.В.Щипанов и теория инвариантности (Труды и документы)", а также по материалам З.М.Лезиной "Г.В.Щипанов. Этапы жизненного пути" и М.Ш.Мисриханова, опубликованным в настоящем сборнике.

В настоящем сборнике опубликована очень интересная статья Владислава Юльевича Рутковского, посвященная краткому описанию жизни и деятельности выдающихся ученых В.С.Кулебакина, Н.Н.Лузина и Б.Н.Петрова, а также их огромной роли в деле отстаивания идей Г.В.Щипанова и развития направления теории автоматического управления, называемого сейчас теорией инвариантности.

Доклад Льва Ильича Розоноэра рассказывает о так называемом "парадоксе Щипанова" и представляет различные точки зрения на этот парадокс, не столько противоречащие, сколько дополняющие друг друга.

В сборнике представлены две статьи Всеволода Михайловича Кунцевича. В первой статье, касающейся развития теории инвариантности систем управления, раскрываются предпосылки и история проведения совещаний по теории инвариантности в Киеве, роль украинских – ученых академика НАНУ А.И.Кухтенко, члена-корреспондента НАНУ А.Г.Ивахненко, академика АН СССР А.Ю.Ишлинского – в организации и проведении этих совещаний. Дана краткая характеристика работ украинской школы по теории инвариантности. Во второй статье В.М.Кунцевич излагает свой взгляд на проблему теории инвариантности систем управления с высоты сегодняшнего уровня общей теории управления, включая такие, ставшие уже самостоятельными научными направлениями, как теория идентификации, адаптации и робастной устойчивости, и с учетом тех возможностей компьютерной техники, которыми сегодня располагает конструктор систем управления. Эти новые возможности, появившиеся в конце прошлого и в начале нынешнего столетия, открывают, по мнению автора, новые области применения идей теории инвариантности систем управления.

В статье Анатолия Григорьевича Бутковского представлен его взгляд на идеи Г.В.Щипанова по теории компенсации (теории инвариантности). Автор делает попытку объяснить, почему ученые в конце 30-х – 40-х годов прошлого века не приняли гениальную для того времени догадку Г.В.Щипанова. Статья А.Г.Бутковского интересна еще и тем, что в ней ставятся новые задачи, решение которых позволит еще дальше развить идеи теории автоматического управления, высказанные Г.В.Щипановым.

В статье Антона Викторовича Проскурникова и Владимира Андреевича Якубовича приводятся условия существования и полное конструктивное описание универсальных регуляторов в задаче об инвариантности для линейных систем достаточно общего вида (включающих, в частности, системы, рассмотренные Г.В.Щипановым). Показано, что классическая задача об абсолютной инвариантности разрешима, если выполнено условие, близкое к минимальнофазовости объекта управления, и внешнее воздействие измеряется. В случае, когда объект минимальнофазовый, но внешнее воздействие не измеряется, инвариантность возможно обеспечить лишь приближенно (с произвольной наперед заданной точностью), если внешнее воздействие или одна из его производных – ограниченная функция.

В статье Энгеля Михайловича Солнечного определено место работы Г.В.Щипанова в проблеме синтеза систем управления. Перечислены основные положения теории инвариантности, являющиеся значительным вкладом в теорию автоматического управления. Приведены ошибочные, по мнению автора, положения теории инвариантности Щипанова – неучет возможных отклонений реальной системы от расчетных значений. В заключении автор приводит примеры практического использования идей Г.В.Щипанова и обсуждает перспективы этого использования.

В статье заведующего кафедрой "Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации" МГТУ им. Н.Э.Баумана, д.т.н., профессора Сергея Феодосьевича Коновалова излагается история образования кафедры "Авиационные приборы" прослеживаются основные этапы ее развития, отмечается большая роль выпускников кафедры (в том числе и аспирантов Г.В.Щипанова) в развитии отечественного авиационного приборостроения и анализируется современное состояние кафедры в свете преемственности традиций кафедры.

В докладе Мисрихана Шапиевича Мисриханова дан краткий анализ идей теории инвариантности, которые были известны в литературе до их формулировки Г.В.Щипановым. Представлены основные этапы становления и развития теории инвариантности в России, проанализированы вклады известных ученых в эту теорию. Проанализированы основные направления развития идей теории инвариантности на практике. Проведена классификация современных систем управления, использующих принципы теории инвариантности.

Представляется, что сборник окажется полезным как для специалистов по теории управления (которые смогут найти в ней еще неисследованные проблемы теории инвариантности), так и всем, интересующимся историей отечественной науки, включая студентов и преподавателей вузов, где рассматриваются вопросы теории управления.

Книга подготовлена к изданию благодаря помощи Российского фонда фундаментальных исследований, который также оказал финансовую помощь в подготовке семинара "70 лет теории инвариантности".

Мне хочется поблагодарить А.П.Курдюкова и всех сотрудников Института проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, сотрудников кафедр ИУ-2 МГТУ им. Н.Э.Баумана и 301 кафедры МАИ им. Серго Орджоникидзе, принявших активное участие в подготовке данного издания.

Хотелось бы завершить предисловие, процитировав финальные фразы Зои Марковны Лезиной, Вячеслава Ивановича Лезина, составителей книги "Г.В.Щипанов и теория инвариантности (Труды и документы)": "Мы надеемся, что за сложностью судьбы Георгия Владимировича Щипанова читатель увидит необычайно интересного человека и поймет, почему мы так пристально всматриваемся сейчас, по прошествии стольких лет, в его творчество и его судьбу, стараемся понять, чем интересны полученные им научные результаты и почему именно сегодня и именно нам необходимы опыт и достижения тех трудных лет".