国际自动控制联合会：控制教育进展和科学合作

第九届国际会计师联合会控制教育进展国际自动控制联合会，俄罗斯下诺夫哥罗德，2012年上午列托夫：生活，科学研究，国际活动和教学操作*Alexander P. Kurdyukov， Tatyana A.莱托娃娃斯坦尼斯拉夫·N瓦西里耶夫俄罗斯科学院控制科学研究所（电子邮件：akurd@ipu.ru，snv@ipu.ru）莫斯科航空学院（国立技术大学）翻译后摘要：苏联科学院通讯员亚历山大米哈伊洛维奇列托夫本文献给他诞辰100周年的庆祝活动。关键词：教学辅助工具，控制工程的挑战，国际科学合作这对于哲学教学来说是非常重要的，可以让学生了解那些对学科发展做出巨大贡献的科学家。这一观点与笔者多年从事数学专业技术课教学的经验相吻合。这些经验是基于作者在鲍曼莫斯科国立技术大学、莫斯科物理技术学院（国立大学）、莫斯科航空学院（国立技术大学）、喀山国立技术大学、罗蒙诺索夫莫斯科国立大学讲授的控制理论课程。1. 生活亚历山大·米哈伊洛维奇·列托夫1911年11月24日出生于莫斯科州科洛姆纳区霍穆托沃村的一个农民家庭。他的父亲米哈伊尔·谢苗诺维奇完成了教区学校的四个班他的母亲玛丽亚彼得罗夫娜谁也完成了4个班的教区学校有一个天生的智慧和礼物，这是罕见的文盲的人提出自己的想法清楚和简洁。她的一生都奉献给了她的独生子。1927年全家搬到莫斯科米哈伊尔Semenovich学习会计，直到他去世于1943与Metrostroi作为簿记员。玛丽亚·彼得罗夫娜比她的儿子活得更久，于1982年去世。第一个15年亚历山大·米哈伊洛维奇住在霍穆托沃，并在村里的学校学习1927年，这项工作得到了俄罗斯基础研究基金会（赠款11-08-00714-a），俄罗斯科学院EEMCP部门基础研究第15号计划图1.一、亚历山大·米哈伊洛维奇·列托夫（1911-1974）1934年，他随家人移居莫斯科，开始在米哈伊尔·松机械炼铁厂（后来的弗拉基米尔·伊里奇机电厂）的铸造厂担任模具工，从1930年到1932年，亚历山大·米哈伊洛维奇在莫斯科国立大学（MSU）的工人课程学习在1932年，他成为一名学生的机械和数学系。作为一个上班族的儿子，他第一次被录取为申请人，因为当时只有工人和农民的孩子才被允许接受教育。然而，根据第一届冬季会议的结果，他被授予学生的地位，并于1937年以优异成绩毕业，并有资格作为一个研究员在该领域的力学，大学讲师，和学校教师。© 2012 IFAC 13 10.3182/20120619-3-RU-2024.000672012年6月19日至21日，俄罗斯下诺夫哥罗德，国际会计师联合会第九届研讨会14毕业后亚历山大米哈伊洛维奇被送往镇克拉斯诺亚尔斯克在西伯利亚和两年的工作作为一个数学教师在高中。后来他回到莫斯科，在航空工业人民委员会的NII-12担任研究在伟大的卫国战争期间（1941 -1945年），我们担任测试工程师，然后在测量设备和自动化元件工厂担任陀螺仪仪器和自动驾驶仪装配车间的负责人。在1944年至B.V. 布尔加科夫1945年，他为物理和数学科学这篇论文的一部分以“自动驾驶仪问题”为题发表从1945年到1948年。列托夫领导了航空工业人民委员会飞机设备研究所（NISO）的一个实验室他在NISO工作到1956年。1951年，根据苏联最高苏维埃主席团A.M.莱托夫被授予荣誉勋章与NISO平行，亚历山大·米哈伊洛维奇在捷尔任斯基炮兵学院任教。以下，远远不够详尽，这些年的科学出版物列表反映了亚历山大·米哈伊洛维奇科学活动的应用性质在一个新的陀螺仪地平线上，Tochnaya Industriya，1940年，没有。第九章Sperri陀螺水平仪转动时的性能比尔NII-12，1940年，不。第九章快速旋转陀螺转子的计算，Sb. Trudov NII-12，1941，nos.一，二。自动驾驶仪的问题，TR。NISO，1941年，第13号。陀螺应用理论，捷尔任斯基。阿卡德，1947.陀螺在可控反应导弹中的应用。捷尔任斯基河阿卡德，1948年。V-2、Tr.捷尔任斯基河阿卡德，1948年。无人机直线轨迹的镇定质量中心，Tr。 NISO，1948年，不。32岁关于从悬浮摩擦陀螺仪获得方位陀螺仪效应的可能性，Samoletnoe Oborudovanie，1949年，编号。十六岁在方位陀螺理论，Inzh。Sb. Akad. Nauk SSSR，1950年。无人机在给定高度飞行的可行性及最佳自动驾驶仪设计问题。NISO，1952年，不。42岁根据1947年12月27日的命令，科学候选人A.M.列托夫被自动化和远程控制研究所（后来的控制科学研究所）录取为代理高级研究员，并于1948年1月7日获得批准。 他在研究所工作到1973年。1956年，他完全加入了自动化和远程控制研究所，并于1958年成为实验室负责人。实验室的科学主题没有。16“自动化中的数学和计算方法”包括发展数学方法来解决非线性控制系统的分析和设计的应用问题，当时还没有经过批准的数学仪器。在1948年和1955年之间的工作亚历山大Mikhailovich关注的发展直接李雅普诺夫方法的稳定性分析的非线性系统。 主要结果发表在下列论文中：关于比例型控制器的理论。Mat.迈克，1948年，第12卷，no. 四、受永久扰动力系统的定态控制。Mat. 迈克，1950年，第12卷，no. 二、适当不稳定的可控系统，Prikl。Mat.迈克，1950年，第14卷，no. 二、关于方位陀螺仪的理论，Inzhener，1952年，卷。13岁控制系统稳定性研究的一个实例普里克尔Mat.迈克，1948年，第12卷，no. 第六章具有两个执行器的可控系统的稳定性。Mat.迈克，1953，vol.17，no. 四、非线性可控系统性能理论。Telemekh. ，1953年，第14卷，no. 五、具有二次矩阵的非线性自动控制系统的性能问题。阿卡德Nauk SSSR，Energetika Avtomatika，1959，no. 3.自动控制自行车在水平面上滚动的稳定性。Mat.迈克，1959年，第23卷，no. 四、在1948年至1950年取得的成果奠定了他的博士论文“稳定性的非线性可控系统”辩护于1951年在力学研究所，苏联科学院。他的专着本出版物的主要目的是使自动化领域的专家熟悉直接李雅普诺夫方法在解决自动控制理论的热点问题中的可能有效使用。这本专著被翻译成英语，德语和中文，并成为一个书目罕见的已经在列托夫的一生。1962年出版的《非线性可控系统的稳定性》第二修订版尽管体积庞大的积累材料，这一版只包括那些想法和方法的建设李雅普诺夫函数，要么已经或可能已经减少到算法阶段，使他们使用的工程计算。 这本书包含了一些问题，制定特别是物理方面的目的是回答专家的愿望。它包括许多例子，说明所提出的方法应用于工程问题。作者在前言中强调，丰富的公式不应使读者感到困惑，因为大学毕业生的高等数学知识足以理解它们。····················2012年6月19日至21日，俄罗斯下诺夫哥罗德，国际会计师联合会第九届研讨会15在1960年和1969年之间，亚历山大·米哈伊洛维奇考虑了动态系统的最优控制问题著名的周期论文这些文件致力于设计的法律动态系统稳定提供所需的性能的瞬态过程都考虑和不考虑的约束执行器偏差。采用经典变分法和动态规划的Bellman方法求解。这些著作的出版引起了控制器在应用问题中的分析设计方法。 有关最优控制器分析设计的著作目录目前包括几千种出版物。这一循环的结果被用于1968年2月发表在《自动化与远程控制》上的论文它描述了一个稳定系统，该系统对空间站在其初始下降瞬间获得的初始角动量进行阻尼遵循与给定性能指标相对应的最优规律。1968年，亚历山大·米哈伊洛维奇当选为苏联科学院力学与控制过程1969年，Nauka出版了亚历山大·米哈伊洛维奇的具有给定最佳特性的飞行器质心轨迹的规划，设计一个自动机，使飞行器沿着这个轨迹的最佳稳定根据给定的标准。这两个问题被视为变分计算的问题。第一个是解决使用庞特里亚金原则的最大证明亚历山大Mikhailovich的条款理解的工程师。第二个问题用动态规划的Bellman方法求解这本书不仅包括结果亚历山大Mikhailovich，但也获得了他的学生和合作者。在1970年的杂志“Differentsial'nye uravneniya”（微分方程）亚历山大Mikhailovich发表了论文“一些未解决的问题的自动控制理论”这是为了提请注意的研究人员的问题的设计。本文讨论了设计具有期望性能的系统以及将资源划分为程序和稳定部分的问题提出了一些新的问题，并讨论了解决这些问题的办法。在第五届全联盟控制问题会议（1971年10月，莫斯科）上，Aleksandr Mikhailovich作了一份报告“控制理论的发展现状和展望”，他在报告中讨论了控制论方法与运筹学方法的关系大型系统的控制问题是发表在Vestnik Akad上的论文“新问题和控制方法”的主题Nauk SSSR（1971，no. 10），作者讨论了大系统中决策问题的全局方法，并指出系统分析在解决所提出的问题中的主导作用。为圆满完成仪器工业发展五年计划，最高苏维埃主席团于1999年12月15日颁布命令，决定在全国范围内实施仪器工业发展五年计划。列托夫于1971年被授予劳动红旗勋章“水资源综合研究”的研究计划Moiseev，Yu.A.罗扎诺夫P.P. Koryavov和I.P.别利亚耶夫 这个问题是由英国，美国和苏联于1972年在维也纳成立的国际应用系统分析研究所（IIASA）考虑的九个最重要的问题之一。 AleksandrMikhailovich自其成立以来一直担任副主任，并领导研究这一问题的小组。在 1973 年 秋 季 举 行 的 IIASA 成 员 国 代 表 会 议 上 ，Aleksandr Mikhailovich报告了该计划，该计划不仅获得批准，而且建议使用新方法研究美国、英国、波兰和联邦德国河流流域2. 科学研究成果正如人们可以看到上面亚历山大米哈伊洛维奇列托夫做了大量的工作领域的稳定理论和最优控制。但毫无疑问，他作为线性二次（LQ）控制（具有积分二次性能准则的线性时不变系统的控制设计）的创始人进入了控制理论的历史。该理 论 在 俄 罗 斯 被 称 为 AKOR （ AnaliticheskoyeConstruirovanie Optimalnih Regulatorov的俄语缩写- 解析最优控制设计）。没有人能找到关于线性最优控制的教 程 ， 而 不 参 考 列 托 夫 在 论 文 的 开 头 （ Petrova&Cheremensky（2009）），关于无穷维系统，可以发现以下内容：“毫不夸张地说，有限维线性系统的现代理论的重要组成部分. 由与勒托夫-卡尔曼问题有关的结果组成。这是象征性的，第一个特殊问题的列托夫关于线性二次控制的所有论文都在那一期中提到。“自动化和远程控制”的主题是致力于列托夫理论的一些分支在俄罗斯今天的发展（列托夫的主题问题（2011））。3. 组织和国际活动在研究所自动化和远程控制亚历山大Mikhailovich领导了伟大的组织工作。 他领导的实验室第16号“数学和计算方法在自动化”，自1956年以来，··2012年6月19日至21日，俄罗斯下诺夫哥罗德，国际会计师联合会第九届研讨会16图二. Aleksandr Mikhailovich Letov研究所副所长，《自动化与远程控制》副主编他积极参加全联自动控制理论会议的组织工作，主持稳定性和控制理论问题的研究工作并作报告。在1972年上午列托夫连同一组研究人员成为苏联国家奖得主 的四卷工 程专着“Tekhnicheskaya kibernetika。Teoriya avtomaticheskogo regulirovaniya” （ 技 术 控 制论）。自动控制理论）发表于1967亚历山大·米哈伊洛维奇的国际组织活动可以追溯到1956年，当时他在海德堡的自动控制大会上做了他是国际自动控制联合会（IFAC）的发起人和创始人之一，并于1958年至1960年担任其主席。在1960年莫斯科主办了国际会计师联合会第一届国际大会的座右铭是“实用性理论，最大的可靠性硬件，最高的有效性的应用程序”这意味着解决科学问题的方法在理论的给定领域必须提出一个最容易和完整的形式。在他的论文“第一届国际自动控制大会”（Vestnik Akad。Nauk SSSR，1960，no.9）亚历山大·米哈伊洛维奇指出，除了科学成果“。. . 大会的普遍成果非常重要和令人感兴趣。国际会计师联合会执行理事会和大会在大会之前举行的会议以及大会本身都表明，良好的商业合作精神在我们国际科学界占主导地位。我们总是就所有出现的组织问题达成充分的普遍协议国际会计师联合会的合作精神还表现在以下事实上：国家组织鼓励交换书籍，并对研究机构和自动化企业进行访问。 苏联和美国科学家和工程师之间的关系和书籍交流的进展尤其明显。这种交流是互利的。”图3. 《亨茨维尔时间亚历山大·米哈伊洛维奇是1967年8月访问美国航空航天研究所的第一位苏联科学家，他在那里做了一份关于大型载人空间站稳定化的报告。1967年8月11日，《亨茨维尔时间》写道，. . . 苏联科学家A.M.列托夫在美国宇航局被定性为控制领域最好的五位俄罗斯理论家之一A.M. Letov对亨茨维尔进行了前所未有的访问。正如我们在当地的美国宇航局被告知的那样，他是控制系统分析设计理论发展的先驱，该理论在航天工程中具有重要的应用。1967年8月15日，自动化与远程控制研究所实验室主任。上午列托夫用一个有趣的报告吸引了听众. 他的演讲被称为有史以来在美国科学会议上提出的最有趣的报告。亚历山大·米哈伊洛维奇是第一个被西方（特别是美国）专家用来评判我们国家和人民的苏联人。也就是说，他向许多苏联科学家开放了进入美国实验室和研究中心的机会亚历山大·米哈伊洛维奇作为前主席和后来作为执行委员会成员继续在国际会计师联合会工作，使西方专家熟悉了我们的科学成就。 在这种合作的框架内，他读了一个课程的讲座控制飞行器在麻省理工学院。4. 教学活动正如你可以看到上面列托夫的教学活动已经开始在克拉斯诺亚尔斯克，他教数学。在捷尔任斯基炮兵学院继续他的教学活动后，亚历山大·米哈伊洛维奇于1958年继续他的教学工作，担任莫斯科航空学院“飞行动力学和飞行器控制”教授就在这个时候，这位创新的教授给了学生一个机会，2012年6月19日至21日，俄罗斯下诺夫哥罗德，国际会计师联合会第九届研讨会17航空学院的青年教员，以及来自航空和火箭设计局和研究所的专家，掌握控制理论在最佳飞行轨迹计算飞机制造厂的演讲厅里挤满了亚历山大·米哈伊洛维奇的演讲和关于他的外交使团的当然“理论的最优控制和它的应用问题的动力学飞行和控制的飞行器这个每年更新的讲座课程包括亚历山大·米哈伊洛维奇的专著1969年，亚历山大·米哈伊洛维奇在人民友谊大学（Peoples'Friendship University）创立并主持了“数学控制理论”的研究我们有关于A.M.列托夫的课程“飞行动力学和飞行器控制”的材料，他曾在莫斯科航空学院。 我们试着分析这些讲座。4.1 教学原则列托夫在他的教学工作中坚持以下原则：该课程必须具有系统性，在教学中应注重全面性教学难度高这意味着所有的假设都必须得到证明。在教学中使用视觉方法。在教学过程中增加了例证的数量。 有很多图片和图表在列托夫的讲座。小组教学与个别教学相结合。4.2 爆炸式讲座问题解决方案：(1) 问题的物理描述(2) 问题的数学陈述(3) 解决问题的背景(4) 求解算法;(5) 结果分析这是非常重要的，看看如何M。莱托夫和他的研究生一起工作(1) 他总是为学生提出问题(2) 他一直在注意学生他一直很关心学生(3) 他从来没有和他的研究生一起发表过文章(4) 他是一个伟大的保护主义者为他的学生。亚历山大·米哈伊洛维奇·列托夫培养了400多名控制理论方面的高技能专家。在他的指导下撰写了35篇论文.他有来自苏联不同城镇和共和国的学术、工业和教育机构的他们中有苏联科学院未来的院士和通讯院士、研究机构及其分支机构的负责人，包括国际机构、教授和科学博士。他们中的许多人培养了相当多的研究人员，但对于他们来说，亚历山大·米哈伊洛维奇·列托夫直到现在仍然存在。— 这位老师的名字在科学和生活中都用大写字母拼写，他是现代控制理论以及防御和工业应用的源头，— 许多原创科学家、研究人员和工程师的教师的榜样;— 国际合作的杰出组织者，为人、诚实、勤奋、朴实的典范。引用D. Petrova和A.切列缅斯基 线性控制系统：反馈与分离原理。应用程序计算Math.8：114 -129，2009.线性二次高斯问题（Linear-Quadratic-Gausian IEEETrans.AC AC-16：528 -869，1971。主题问题专用A.M.Letov。自动化远程控制72：2221 -2417，2011.····