Наукові школи

заснована на кафедрі загальної електротехніки у 1969 році професором Сільвестровим Антоном Миколайовичем.

1. Історія створення школи. Період діяльності.

1969 – 1970 роки. По закінченню КПІ, під час роботи інженером, Сільвестровим А.М. на кафедрі технічної кібернетики на замовлення НДІ «КНИИРЭ» було розроблено систему адаптивних ноніусно ввімкнених фільтрів експоненційного згладжування Брауна для високоточного прогнозу траєкторій літальних апаратів (ЛА), які були реалізовані інженером Зеленським К.Х. на ЕОМ «Карат» в РЛС ВМФ УРСР. В умовах невизначеності і не стаціонарності характеристик сигналів і збурень, такі системи забезпечували (на відміну від фільтрів Калмана) необхідну точність виділення і прогнозування траєкторій ЛА.

1971 – 1973 роки. На основі градієнтних компенсаційних методів ідентифікації параметрів слідкуючої за повітряною обстановкою бортової системи «Гроза», розроблено і реалізовано на заводі «Комуніст» автомат-настройщик її параметрів.

1975 – 1990 роки. Розробка високоефективних систем параметричної ідентифікації об'єктів різної природи (технічні, економічні, соціальні, біологічні), їх апробація та впровадження на авіаційних підприємствах (КБ ім. О.К.Антонова, Мікояна, Мясищева, Сухого, Ілюшина, Туполева для високоточного визначення аеродинамічних коефіцієнтів для літаків АН-72, МІГ-29, МІГ-31, М-17, СУ-27, ІЛ-86, ТУ-154); в центральному НДІ автоматики і гідравліки для тактичних ракет; В НПО «Молния» – для космічного ЛА «Буран»; в автоматизованих системах управління процесом скловаріння (Львівський ізоляторний завод, Керченський скло-комбінат, Полтавський завод газорозрядних ламп); в ДержНДІ Держплана УРСР та Мінторгу (в задачах автоматизації оптимального прогнозування і балансування об'ємів випуску різних видів продукції народного господарства) на основі ідентифікації часових рядів. За результатами цих робіт захищено 5 докторських і 20 кандидатських дисертацій, створена наукова школа.

1991 – 2014 роки. Дослідження електротехнічних об'єктів і процесів. Розробка нових ефективних методів ідентифікації електротехнічних об'єктів з урахуванням нелінійності і динамічності їх характеристик та удосконалення на їх основі лабораторних робіт і теоретичного матеріалу. Дослідження, пояснення і розвиток ефекту Ж.Губера та проектування на його основі нових видів електродвигунів.

2. Характеристика школи

Оптимізація режимів роботи об'єктів будь-якої природи, наприклад, електротехнічних (ЕТО), неможлива без побудови математичної моделі (ММ) ЕТО. Однак, природні властивості реальних об'єктів, такі як не стаціонарність, не лінійність, нескінченно мірність, не дають можливості для створення ізоморфних їм моделей. Будь-яка ММ має кінцевомірність і з відповідною похибкою є відображає лише частину головних, з позиції основної цілі, властивостей об'єкта.

Тому, при побудові ММ чітко розділяють два підходи: перший, за якого ММ з точністю до є відображає лише поведінку об'єкта, тобто, апроксимує основні змінні стану (задача апроксимації); другий, де, окрім вимог першого, слід забезпечити адекватність параметрів об'єкта і моделі (задача виявлення прихованих закономірностей і конкретних параметрів в об'єкті).

Більшість задач по оптимізації ЕТО вимагають високоякісного вирішення саме другої задачі. Наприклад, з експериментальних даних слід уточнити нелінійні залежності між вхідними, вихідними і керуючими змінними n-полюсників (транзисторів, електричних машин і апаратів, електронних пристроїв та ін..). Або з динамічних режимів роботи ЕТО, не втручаючись в режими їх функціонування, уточнити статичні нелінійні характеристики.

Можна навести безліч прикладів, де без вирішення задачі уточнення ММ неможливо забезпечити необхідну адекватність ММ об'єкту і, як наслідок, оптимізувати його функціонування.

Будь-яка апріорно побудована теоретична ММ, наприклад, модель ЕТО, потребує подальшого уточнення на основі пасивного спостереження чи активного експерименту на ЕТО. І лише після цього можна гарантувати бажану якість функціонування ЕТО. Тому в процесі створення нових і експлуатації старих ЕТО важливою складовою процесу є ідентифікація ЕТО відповідною апостеріорною ММ.

Кафедра теоретичної електротехніки НТУУ «КПІ» працює як в плані розробки теоретичних (апріорних) ММ, так і в плані побудови уточнених на основі експерименту на ЕТО апостеріорних ММ, які (завдяки їх адекватності ЕТО) дають можливість високоякісно вирішити головну задачу – оптимізацію функціонування ЕТО та об'єктів будь-якої природи.

Проводиться робота по впровадженню нових високоефективних методів ідентифікації ЕТО, тобто побудова апріорних і апостеріорних ММ і оптимізації на їх основі головних задач ЕТО. При цьому, як приклад, наведемо наступні нові високоефективні методи ідентифікації:

Метод простого аналітичного, мінімальної складності опису складних кусково-аналітичних залежностей об'єктів.
Метод високоточної лінеаризації нелінійних залежностей в об’єкті, поданих експериментальними даними з випадковими похибками.
Метод структурно-параметричної ідентифікації багатомірних нелінійних залежностей в об'єкті.
Метод визначення статичних нелінійних залежностей в об'єкті з динаміки перехідних процесів по зашумленими даним експерименту.
Метод високоточного диференціювання змінних об'єкта по зашумленим вимірам.
Нові методи конфлюентного аналізу в задачах незміщеного оцінювання параметрів динамічних об'єктів в умовах зашумленості вхідних і вихідних сигналів.
Оптимізація плану експерименту в задачі активної ідентифікації динамічних об'єктів.
Багаторівневі системи фільтрації, згладжування, прогнозування змінних стану об'єкта та виявлення прихованої періодичності (вібрації) на фоні сильних випадкових шумів.
Методи адаптивного оптимального керування, що реалізуються в системах з еталонною моделлю, ідентифікатором об'єкта управління і оптимальним адаптивним регулятором.
В плані лабораторно-практичних занять розроблено методи планування, проведення та обробки даних досліджень на основі сучасних комп'ютерно-орієнтованих комплексів.

Подальше впровадження цих методів може внести суттєвий вклад в розвиток теорії і практики електричних систем та об'єктів різної природи.

Тобто одним із основних науково-прикладних напрямків кафедри ТЕ може бути: «Уточнення фізико-математичних моделей (і законів) електротехнічних об'єктів на основі використання сучасних комп'ютерно-інтегрованих технологій дослідження ЕТО», а саме: врахування реально існуючих нелінійностей, нестаціонарностей, неавтономностей ЕТО.

3. Засновники школи

Роботи за даним напрямком було розпочато на кафедрі технічної кібернетики КПІ під керівництвом професора Сільвестрова А.М. і, як наукова школа, перейшли на кафедру теоретичної електротехніки.

4. Вчені школи

Д.т.н., проф.: Сільвестров А.М., Архіпов О.Є., Міхальов О.С. (Дніпропетровськ, ), Папченко О.М. (КБ ім. Антонова), Синєглазов В.М. (НАУ), Кожушко Г.М. (Полтава). к.т.н.: Байкова В.М., Богомазов С., Василенко О. (Душанбе), Галай В.М. (Полтава), Кірічков В.М., Коломийцев М., Козлакова Г., Лисиця П.М., Тасев А.С. (Болгарія), Тимошин Ю.А., Підмогильний М.В., Собкевич Н.О., Сергеєв О.Г., Спінул Л.Ю., Сініцин І.В. (США), Чорний Н.І., Чубенко Т.В., Юдін О.Ю., Яценко Ю.В.