Историческая справка

Открыт в сентябре 1988 г. (первоначально «Лаборатория №19») по инициативе

директора ИнститутаАльфреда Карловича Айламазяна

и академика РАННикиты Николаевича Моисеева.

Цель:

воспроизвести направление теории систем и управления, связанное с актуальной эколого-экономической проблематикой

Научные кадры (2003-2009)

Постоянные сотрудники: • профессор В.И. Гурман• д. ф.-м. н. Ю.Л. Сачков• к. ф.-м. н. Е.А. Трушкова

• н.с. Е.Ф. Сачкова Совместители:

• академик РАН В.А. Ильин • профессор Е.В. Рюмина• профессор Г.Н. Константинов• д.т.н. И.В. Гордин • д. ф.-м. н. И.Г. Малкина-Пых• д. ф.-м. н. Л.Н. Знаменская• с.н.с. В.В. Лучшева• с.н.с. М.Ю. Ухин

Основное направление исследований

Методы исследования неклассических управляемых

систем и их приложения

Теоретические исследования

• Принцип расширения в теории управления

• Геометрическая теория управления

• Приближенные методы оптимального управления

• Параллельные алгоритмы моделирования и управления

Прикладные исследования

• Оптимизация маневров летательных аппаратов

• Приложения в механике и робототехнике

• Системный анализ инновационных стратегий устойчивого развития

Теоретические исследования по планам РАН и проектам РФФИ

РФФИ:• 01-01-00121-а. Математические задачи

управления упругими колебаниями, 2001-2003

• 02-01-00506-а. Оптимальный синтез, конструктивная управляемость и стабилизация нелинейных неголономных систем управления 2002-2004

• 03-01-00414-а. Магистрали в задачах оптимального управления, 2003-2005

• 05-01-00260-а. Приближенный синтез оптимального управления, 2005-2007

Теоретические исследования по планам РАН и проектам РФФИ

РФФИ:

• 05-01-00703-а. Исследование задач оптимального управления субримановой геометрии методами геометрической теории управления, 2005-2007

• 06-01-00330-а. Реализация обобщенных решений задач управления, 2006-2008

• 08-01-00274-а. Приближенные методы оптимизации управления на основе аппроксимаций модели объекта, 2008-2010

Теоретические исследования по планам РАН и проектам РФФИ

Проекты РГНФ:

рук. В.И. Гурман• 03-02-00179. Оценка влияния инноваций

на развитие экономики и состояние окружающей среды, 2003-2005

• 06-02-00055а. Социо-эколого-экономические стратегии развития региона, 2006-2008

Теоретические исследования по планам РАН и проектам РФФИ

Проекты РГНФ:рук. В.В. Лучшева

• 03-02-00179. Оценка влияния инноваций на развитие экономики и состояние окружающей среды, 2003-2005

рук. М.Ю. Ухин• 05-02-02170-а. Экономические механизмы

предотвращения загрязнения морских вод, 2005-2007

рук. И.В. Гордин• 06-02-00043-а. Системный анализ экономико-

правового конфликта между государством и застройщиками водоохранных зон, 2006-2008

Участие в программах президиума РАН и межгосударственных

программахНТП Союзного государства:

«Развитие и внедрение в государствах-участниках Союзного государства наукоёмких компьютерных технологий на базе мультипроцессорных вычислительных систем» (Шифр «ТРИАДА»)

Подпроект «Программный комплекс улучшения и оптимизации законов управления для приложения в различных областях (ISCON – Improvement and Synthesis of Control)» 2006-2008

Участие в программах президиума РАН и межгосударственных

программахНИР:

• «Приближенные методы оптимизации управления вертолетом» (по программе РАН «Поддержка инноваций», 2007)

СКИФ-ГРИД:• Проект «Эйлеровы эластики в системе

gridMathematica», 2008

Публикации, конференции

• Более 300 публикаций, в том числе 8 монографий

• Регулярные доклады на представительных конференциях

• Общественные сессии и семинары с участием Института развития Всемирного Банка, СОПС, других важных партнеров

Публикации

Gurman V.I. The extension principle in the problems of sustainable development. – Moscow: Fizmatlit, 2006. – 128 p.

Gurman V.I., Ukhin M. Yu. The extension principle in control problems. Constructive methods and applied problems. – Moscow: Fizmatlit, 2006 .

Публикации• A.A. Agrachev, Yu. L.Sachkov,

Control Theory from the Geometric Viewpoint, Springer-Verlag, Berlin 2004.

• Аграчев А.А., Сачков Ю.Л. Геометрическая теория управления. -М.: Физматлит, 2005, 391 с.

• Сачков Ю.Л. Управляемость и симметрии инвариантных систем на группах Ли и однородных пространствах. -М.: Физматлит, 2007, 224 с.

Публикации

• Ухин М.Ю. Приближенный синтез оптимального управления. - М.: Физматлит 2006. - 128 с.

• Знаменская Л.Н. Управление упругими колебаниями. - М: Наука, Физматлит, 2004.

Публикации

Моделирование социо-эколого-экономической системы региона /Под ред. Гурмана В.И., Рюминой Е.В. -М.: Наука, 2003.

18

Публикации в международных журналах

19

Публикации в российских журналах

20

Публикации 2008 г.

• Yu. L. Sachkov, Maxwell strata in Euler's elastic problem, Journal of Dynamical and Control Systems, Vol. 14 (2008), No. 2 (April), 169—234

• Yu. L. Sachkov, Conjugate points in Euler's elastic problem, Journal of

Dynamical and Control Systems, Vol. 14 (2008), No. 3 (July), 409--439

• В.И.Гурман, Ю.Л.Сачков, Представление и реализация обобщенных решений управляемых систем с неограниченным годографом, Автоматика и телемеханика, № 4

• Е.Ф. Сачкова, Решение задачи управления для нильпотентной системы// Дифференциальные уравнения, 2008, т. 44, № 12, с.1704-1707

21

22

Знак поощрения акад. РАН В.А. Ильина

Учебные пособия

С.А. Амелькин, В.В. ЛучшеваОсновы микроэкономической теории, Переславль-Залесский: Издательство УГП, 2004.

В.И. Гурман, Н.Э. Кульбака, Е.В. Рюмина МоделированиеСоцио-эколого-экономических систем. Переславль-Залесский: Издательство УГП, 2004.

Учебные пособия

E.А. ТрушковаЧисленные методы анализа, Переславль-Залесский: Издательство УГП, 2009.

В.И. Гурман, E.А. ТрушковаПрактические методы оптимизации, Переславль-Залесский: Издательство УГП, 2009.

Конференции, семинары

• Постоянно действующий семинар «Модели и методы управления»

• Российский семинар "Нелокальные методы в задачах управления", Переславль-Залесский, ИПС РАН, 3 - 7 октября 2008 г.

Конференции, семинары

Международный симпозиум «ОБОБЩЕННЫЕ РЕШЕНИЯ В ЗАДАЧАХ УПРАВЛЕНИЯ»

2004, Переславль 2006, Улан-Удэ, Энхалук 2008, Улан-Удэ, Максимиха

27

Международные конференции

28

Международные конференции

29

Доклады на семинарах

Педагогическая деятельность

• Акад. РАН В.А. Ильин – зав. кафедрой математического анализа ВМК МГУ

• Д.т.н, проф. В.И. Гурман – зав. кафедрой системного анализа УГП

Педагогическая деятельность

Курсы в Университете города Переславля:• Методы оптимизации – проф. В.И.Гурман,

доц. Е.А.Трушкова• Оптимальное управление – проф. В.И.Гурман,

доц. Е.А.Трушкова• Моделирование социо-эколого-экономических

систем – проф. В.И.Гурман• Экономика природопользования – проф. Е.В.Рюмина• Математический анализ - д.ф.-м.н. Ю.Л.Сачков,

доц. Е.А.Трушкова, ст.преп. Е.Ф.Сачкова• Социальные модели и прогнозирование; Финансы,

денежный оборот и кредит; Основы бизнеса – доц. В.В.Лучшева

• Практикум на ЭВМ – асс. А.О.Блинов

Подготовка кадров

Докторов наук 2: • Л.Н. Знаменская • Ю.Л. Сачков

Кандидатов наук 5: • Н.Э. Кульбака • В.В. Лучшева • Д.В. Белышев • М.Ю. Ухин• Ни Минь Кань

Итоги 2008

0

20

40

60

80

ИЦПУ ИЦСА ИЦМС ИЦИИ ИЦМИ ИПС

%

% остепененных из них % своих

из них % докторов

0

200004000060000

80000100000

120000140000160000

180000

ИЦПУ ИЦСА ИЦМС ИЦИИ ИЦМИ ИПС

Средняя премия на 1 сотрудника (руб.)

0

100

200

300

ИЦПУ ИЦСА ИЦМС ИЦИИ ИЦМИ ИПС

ПРНД на 1 ставку

Прикладные исследованияТраектории оптимального выхода на магистраль (в отклонениях) для задачи спуска космического челнока в атмосфере с минимальным теплоподводом (пространственный график и две проекции для различных начальных значений).

Прикладные исследования Результаты работы

Трушкова Е.А. Синтез оптимальных траекторий, подчиненных граничным условиям, в линейно-квадратической задаче // Вест. Бурят. гос. ун-та. Вып. 9. Математика и информатика. Улан-Удэ. 2008. с. 60-66.

В.И. Гурман, Е.А. Трушкова, A.О. Блинов, Приближенная глобальная оптимизация управления на основе преобразований модели объекта // Автоматика и телемеханика. 2009. № 4.

представлены наIV Международном симпозиуме «Обобщенные решения в задачах управления» (GSCP-08), посвященном 80-летию академика РАН В. А. Ильина.

Прикладные исследованияТраектории x(t) при итерационном улучшении управления u(t) для задачи определения нижней границы опасной зоны при движении вертолета в нештатной ситуации.

Прикладные исследованияРезультаты работыЕ. А. Трушкова, А. О. Блинов Метод улучшения управления в

моделировании динамических систем // Сб. докл. третьей всерос. науч.-практ. конф. «Имитационное моделирование. Теория и практика», Санкт-Петербург: ФГУП ЦНИИ технологии судостроения, 2007. – Т. 1, с. 234-236.

В. И. Гурман, В. Н. Квоков (ОАО «Камов»), М. Ю. Ухин Приближенные методы оптимизации управления летательным аппаратом \\ Автоматика и телемеханика. 2008. № 4.

представлены на Тридцать третьем Европейском вертолетном форуме, Россия, Казань, сентябрь 2007

(33nd EUROPEAN ROTORCRAFT FORUM, KAZAN, RUSSIA, SEPTEMBER 11-13, 2007).

Прикладные исследования

Программный комплекс улучшения и оптимизации законов управления для приложения в различных областях (ПК ISCON – Improvement and Synthesis of Control)

Прикладные исследования

Исследование эффективности параллельной реализациина кластерном вычислительном устройстве (суперЭВМ «СКИФ») алгоритмов аппроксимации и улучшения приближенно оптимального управления, входящих в состав ПК ISCON.

Прикладные исследованияРезультаты работы Белышев Д. В., Блинов А. О., Фраленко В. П. Параллельный

алгоритм аппроксимации моделей управляемых систем // Тр. четвертой межд. конф. "Параллельные вычисления и задачи управления" (PACO'2008), 2008. ИПУ им. В. А. Трапезникова РАН. С. 968-978.

Коваленко М. Р., Матвеев Г. А., Осипов В. И., Трушкова Е. А. Параллельный алгоритм улучшения управления // Тр. четвертой межд. конф. "Параллельные вычисления и задачи управления" (PACO'2008), 2008. ИПУ им. В. А. Трапезникова РАН. С. 979-984.

представлены на четвертой Международной конференции «Параллельные вычисления и задачи управления» (PACO’2008).

Синтез оптимального управления колебаниями при ограниченном ресурсе

Гашение колебаний спутника.

Позиционное управление.

Многометодные процедуры

Блок управления

База данных

Блок представления

результатов

Библиотека оптимизационных

алгоритмов

Алг1 Алг2 Алг3

Вычислительный блок

Многометодные процедуры

Многометодные процедуры

Многокомпонентная социо-эколого-экономическая модель

Многокомпонентная социо-эколого-экономическая модель

Динамика

основных

фондов

Многокомпонентная социо-эколого-экономическая модель

Динамика восстановительных фондов

Многокомпонентная социо-эколого-экономическая модель

Природные и социальные индексы

Многомерная аппроксимация для моделирования и оптимизации

Аппроксимация композиционным полиномом.

Аппроксимируемая поверхность показана синим цветом, приближающая – зеленым.

Многомерная аппроксимация для моделирования и оптимизации

Аппроксимация композицией линейных сплайнов.

Аппроксимируемая поверхность показана синим цветом, приближающая – зеленым.

Многомерная аппроксимация для моделирования и оптимизации

Аппроксимация функции кусочно-линейной конструкцией.

Аппроксимируемая поверхность показана синим цветом, приближающая конструкция – зеленым.

Геометрическая теория управления

• Задачи оптимального управления с большой группой симметрий

• Новые методы исследования оптимальности и построения оптимального синтеза

• Приближенное решение задач управления

Геометрическая теория управления

• Обобщенная задача Дидоны

• Задача Эйлера об эластиках

• Оптимальное движение мобильного робота по плоскости

• Качение сферы по плоскости

• Движение машины с прицепами

54

Множество разреза в обобщенной задаче Дидоны

55

Каустика в обобщенной задаче Дидоны

56

Оптимальные эластики Эйлера

57

Деформации эластик Эйлера при квазистатической деформации

граничных условий

58

Математическая модель эластик: экспериментальная проверка

59

Условия устойчивости эластик: экспериментальная проверка

60

Оптимальное движение робота: субримановы сферы

61

Оптимальное движение робота: субримановы сферы

62

Оптимальное движение робота: волновой фронт и каустика

63

Оптимальное движение робота:множество разреза

64

Управление манипулятором: решение двухточечной задачи в различных

классах управлений

65

Управление манипулятором с фазовыми ограничениями

Решение двухточечной задачи для импульсных движений двузвенного манипулятора при наличии

фазовых ограничений

66

Параллельная программа вычисления эластик Эйлера

Ускорение параллельной программы вычисления деформации эластик при квазистатической деформации граничных условий на кластере skif.botik.ru в системе gridMathematica

67

Управление машиной с прицепами

Решение двухточечной задачи для машины с двумя прицепами: проекции траекторий в отклонениях от целевой точки

68

Качение сферы по плоскости

Решение двухточечной задачи для сферы, катящейся по плоскости: проекции траекторий в отклонениях от целевой точки