Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова
   
      

  Подчукаев Владимир Анатольевич

 ПОДЧУКАЕВ ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ

 

 

Заслуженный деятель науки Российской Федерации

Ученая степень: доктор технических наук.

Ученое звание: профессор.

 

Должность: заведующий кафедрой информационных систем и технологий.

Владимир Анатольевич Подчукаев прошел обычный путь, характерный для науки советского периода. В 1970 году после окончания им Саратовского политехнического института по специальности автоматика и телемеханика был направлен на работу в Конструкторское Бюро Саратовского машиностроительного завода, где работал по октябрь 1973 года сначала в должности инженера, а затем старшего инженера. За время работы на заводе входил в состав авторских коллективов, участвовавших в создании командных приборов спускаемых аппаратов на Марс (единственно удачный советский проект МАРС-5) и Венеру. За заслуги перед отечественной космонавтикой Федерацией космонавтики России в 2005 году награждён медалью Ю.А. Гагарина.

В 1973 году поступил в очную аспирантуру Саратовского политехнического института, которую успешно закончил в 1976 году, представив к защите кандидатскую диссертацию «Алгоритмизация анализа и синтеза нестационарных линейных управляемых систем на основе методов пространства состояний и частотного метода» (в 1978 году защитил эту диссертацию в МВТУ имени Н.Э. Баумана по специальности 05.13.02 - теория систем, теория автоматического регулирования и управления, системный анализ).

С 1976 года работал на кафедре автоматики и телемеханики (нынешнее название кафедры - кафедра технической кибернетики и информатики) Саратовского политехнического института (ныне Саратовский государственный технический университет). Сначала в должности ассистента, 1980 года - доцента, а с 1987 года по 2007 год заведующего кафедрой. С сентября 2007 года перешёл на работу в Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова на должность начальника управления информационных технологий и заведующего кафедрой автоматизированных информационных систем в агропромышленном комплексе. В 1980-1981 годах проходил научную стажировку в техническом университете города Дрезден (бывшей ГДР).

В 1983 году поступил в докторантуру Саратовского политехнического института, которую успешно закончил в 1987 году, представив к защите докторскую диссертацию «Алгоритмизация в замкнутой форме анализа и синтеза управляемых систем на основе полиномиальных функций их параметров и функциональных матриц». В 1989 году защитил эту диссертацию в МВТУ имени Н.Э. Баумана по специальности 05.13.01 - управление в технических системах. В 1990 году утвержден в ученой степени доктора технических наук и ученом звании профессора по кафедре автоматики и управления в технических системах.

В.А. Подчукаев - известный ученый в области теории автоматического управления. Основные научные результаты его деятельности состоят в создании нового научного направления, получившего название «Аналитическая теория автоматического управления и её приложения», и дееспособной научной школы, развивающей это направление. При его участии в качестве научного консультанта защищены 4 докторские диссертации, а под его научным руководством 12 кандидатских диссертаций.

Тематику собственных разработок В.А. Подчукаева составляют:
а) разработка систем автоматизированного проектирования САПР (1980-1986 г.г.);
б) разработка аналитической теории автоматического управления (1973 г. – по настоящее время);
в) разработка технических приложений аналитической теории автоматического управления (1973 г. – по настоящее время);
г) разработка среды аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С» (1991 г. – по настоящее время).
Подобно тому, как это произошло в теоретической механике, из которой выделилась аналитическая механика, так и из теории автоматического управления усилиями В.А. Подчукаева выделена аналитическая теория автоматического управления. Её отличительной особенностью является решение в явном виде (или в аналитической форме) основных задач анализа и синтеза систем автоматического управления, описываемых обыкновенными конечномерными дифференциальными уравнениями и уравнениями в частных производных.
В основе этой теории лежит разработанный им математический аппарат функциональных матриц, основанный на принципе линейного включения Былова-Гробмана, который можно рассматривать как своего рода дальнейшее развитие линейной алгебры и классифицировать как начала нелинейной алгебры (с дифференциальными аналогами ряда фундаментальных понятий линейной алгебры, к которым относятся: дифференциальный аналог тождества типа Гамильтона-Кэли-Крылова, коэффициенты А.Н.Крылова, их связь с коэффициентами сопровождающего многочлена; дифференциальное тождество типа А.М.Ляпунова анализа устойчивости, доставляющее необходимые и достаточные условия, аналогичные критерию Гурвица; тождество типа Коши и т.д.). Большой вклад в синтез алгоритмов управления несёт предложенная им, не имеющая аналогов в отечественной и зарубежной литературе новая структура законов управления, названных сингулярными и сочетающих принцип обратной связи с программным управлением с использованием коэффициентов А.Н.Крылова.
Основные идеи и методы аналитической теории автоматического управления программно реализованы в единственной на сегодняшний день отечественной среде аналитических вычислений (или системе компьютерной алгебры) «АНАЛИТИК-С», размещённой по адресу http://www.tki-analitik.ru и доступной всем пользователям Интернет вместе со своими исходными кодами (под лицензией Apache 2.0).

Опыт участия В.А. Подчукаева в работах по госзаказам и реализации целевых финансируемых программ (когда, с каким результатом) – научный руководитель от Саратовского политехнического института по целевым комплексным программам 0Ц.025 (создание в Саратове вычислительного центра коллективного пользования) и 0Ц.026 (по проблеме САПР) ГКНТ при СМ СССР.

Востребованные и реализованные разработки В.А. Подчукаева (экономический эффект):
а) 1986 г. - подсистема автоматизированного анализа и синтеза систем автоматического управления «ЭСКОРТ» (№ гос. регистрации – 50850000538 – фактический годовой экономический эффект 175 т.р.) – прообраз Matlab’a и Maple;
а) 1986 г. - подсистема моделирования нелинейных структур «МОНСТР» (№ гос. регистрации – 50850000536 – фактический годовой экономический эффект 217 т.р.) – прообраз SIMULINK’a;
в) 1991 г. - восстановление линейных скоростей летательного аппарата по результатам измерения угловых скоростей (№ гос. регистрации 01890089216 - фактический годовой экономический эффект 284 т.р.);
г) 2007 г. - среда аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С».
Научное признание вклада В.А. Подчукаева в развитие советской и российской науки выразилось в избрании его действительным членом Российской Академии естественных наук, Академии военных наук, Академии навигации и управления движением, а также членом-корреспондентом Академии инженерных наук Российской Федерации.

Награды – Указом Президента Российской Федерации № 706 от 30 июня 2003 года присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации».
Он является автором 183 научных трудов, а также ответственным редактором журналов «Доклады Российской Академии естественных наук» и «Доклады Академии военных наук» и членом редколлегии журнала «Известия ВУЗов. Приборостроение».


О с н о в н ы е п у б л и к а ц и и

Монографии:

1. Подчукаев В.А. Быстрые алгоритмы анализа и синтеза систем автоматического регулирования на основе полиномиальных функций их параметров. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1986. 112 с.
2. Подчукаев В.А. Аналитическая теория автоматического управления. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1996. 200 с.
3. Подчукаев В.А. Аналитические методы теории автоматического управления. - М.: Физматлит, 2002. - 256 с.

Учебники:

1. Подчукаев В.А. Теория автоматического управления (аналитические методы): учебник с грифом Министерства образования и науки РФ для бакалавров и магистров направления «Автоматизация и управление» и дипломированных специалистов направления «Автоматизация и управление». – М.: Физматлит, 2005. – 392 с.
2. Подчукаев В.А. Теория информационных процессов и систем: учебник с грифом УМО. –М.: Гардарики, 2007. – 207 с.

 

Учебные пособия с грифом МВ и ССО РСФСР:

1. Подчукаев В.А. Большие системы автоматического управления (модели больших систем). Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1981. – 80 с.
2. Подчукаев В.А. Декомпозиция, агрегирование и векторная оптимизация больших систем автоматического управления. Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1983. – 48 с.
3. Подчукаев В.А. Большие системы автоматического управления (модели больших систем). Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1985. – 80 с.
4. Подчукаев В.А. Автоматизация проектирования систем управления. Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1987. – 80 с.
5. Подчукаев В.А. Устойчивость, качество и коррекция систем автоматического управления. Саратов: Сарат. политехн. ин-т, 1989. – 80 с.

Патенты:

1. Подчукаев В.А., Ломакина Г.С. Электропривод. Авторское свидетельство №1605313 А1, класс Н 02 Р 5/06 Бюллетень изобретений.- 1990.- № 41.
2. Подчукаев В.А., Ефимов Р.П. Одноосный гиростабилизатор. Патент на изобретение № 2213327 от 27 сентября 2003 года.
3. Подчукаев В.А. (правообладатель). Свидетельство Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007612671 «Среда аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С» от 21.06.2007 г.

В развитие одной из самых выдающихся идей академика АН СССР А.Н. Крылова, получившей мировой резонанс и изложенной в его статье «О численном решении уравнения, которым в технических вопросах определяются частоты малых колебаний материальных систем» (Известия АН СССР, сер. физ.-мат.- 1931. - № 4. – С. 491-539), В.А. Подчукаевым внесён значительный вклад, существо которого состоит в следующем:
1) доказан приоритет А.Н. Крылова (1931 год) перед Р. Калманом (1960 год) в конструировании матрицы, известной в теории автоматического управления, как матрица управляемости, образуемая линейной оболочкой векторов с «производящим вектором» А.Н. Крылова (подпространство А.Н. Крылова);
2) доказан приоритет А.Н. Крылова (1931 год) перед Люенбергером (1962 год) в конструировании матрицы, известной в теории автоматического управления, как матрица Люенбергера, являющаяся сопровождающей матрицей (в форме А.Н. Крылова) характеристического многочлена;
3) идея «производящего вектора» А.Н. Крылова и приведения к форме А.Н. Крылова с использованием матрицы управляемости обобщена применительно к абстрактным математическим моделям объектов управления естественной и искусственной природы, представляющими собой единую форму описания стационарных и нестационарных, линейных и нелинейных объектов с сосредоточенными и распределёнными параметрами посредством функциональных матриц, элементы которых имеют символьное представление, дополняемое применительно к каждому элементу неким уравнением, задающим область изменения аргументов этого элемента, которое при совместном рассмотрении символьного и дополнительных уравнений делают математическую модель детерминированной, а при рассмотрении только символьного описания являются моделью параметрической неопределённости объекта;
4) проблема выбора «производящего вектора» А.Н. Крылова решена с использованием индекса управляемости путём назначения блочной производящей матрицы, исходя из условия получения квадратной матрицы управляемости.
Результатом этого обобщения в нестационарном и нелинейном случаях явились:
а) введение в рассмотрение коэффициентов А.Н. Крылова, являющихся элементами правого столбца матрицы в форме А.Н. Крылова, получаемой в результате преобразования кинематического подобия (в смысле А.М. Ляпунова) абстрактной математической модели общего вида с матрицей управляемости А.Н. Крылова, в которой подпространство Крылова формируется с помощью дифференциального оператора типа Е.Я. Смирнова;
б) введения в рассмотрение дифференциального аналога тождества Гамильтона-Кэли-Крылова;
в) установление в аналитическом виде связи коэффициентов А.Н. Крылова с коэффициентами нижней строки функциональной матрицы в форме Фробениуса и получение на основе этой связи матричного тождества А.М. Ляпунова, доставляющего необходимые и достаточные условия асимптотической устойчивости, совпадающие (в стационарном линейном случае) с условиями, получаемыми с помощью критерия Гурвица;
г) получение на языке коэффициентов А.Н. Крылова необходимых и достаточных условий приводимости в смысле А.М. Ляпунова нестационарных линейных и нелинейных систем;
д) анализ приводимости по А.М. Ляпунову кинематических уравнений инерциальной навигации, записанных относительно параметров Родрига-Гамильтона;
е) разработка метода синтеза приводимых в смысле А.М. Ляпунова управляемых систем и т.д.