Обґрунтування та актуальність напряму
Сучасні технічні об’єкти — літальні та космічні апарати, ракети-носії, потужні енергетичні установки, а також масштабні комплекси хімічної та нафтопереробної промисловості — є складними динамічними системами. Вони функціонують в умовах високої невизначеності: як щодо власних параметрів, так і щодо зовнішніх збурень, які безпосередньо діють на об’єкт та його вимірювальні прилади.
Системи автоматичного керування є критично важливою складовою цих комплексів. Саме вони визначають здатність системи виконувати технологічні завдання, а також забезпечують високу якість динаміки та загальну надійність функціонування.
Історія та розвиток напряму
Цей науковий напрям має понад столітню історію розвитку, беручи свій початок від класичних фундаментальних праць із теорії стійкості, динаміки та автоматичного регулювання кінця XIX – першої половини XX століття.
Нової якісної трансформації та потужного імпульсу напрям набув у роки незалежної України. Визначальну роль у його сучасному розвитку відіграв академік НАН України В. М. Кунцевич (1929–2022), який сформував вітчизняну школу дискретних систем та керування в умовах невизначеності. Сьогодні ці традиції фундаментальної науки продовжує та адаптує до викликів сьогодення член-кореспондент НАН України В. Ф. Губарєв разом із колективом відділу.
Ключові наукові завдання
Ідентифікація та моделювання: Побудова апроксимуючих скінченно-різницевих моделей та ітеративна ідентифікація параметрів об’єктів за умов обмеженої кількості експериментальних даних.
Гарантований результат та робастність: Розробка методів керування, що забезпечують стійкість та якість роботи системи за будь-яких допустимих збурень (інтервальний та робастний підходи).
Оптимізація та адаптація: Створення алгоритмів адаптивного керування, які самостійно підлаштовуються під зміни умов функціонування об’єкта.
Математичний апарат та методологія
Традиційний підхід часто спирається на гіпотезу про стохастичну (випадкову) природу збурень, проте сучасна практика доводить, що вона не є єдиною і далеко не завжди адекватна дійсності.
Тому методологія досліджень відділу базується на апараті теорії диференціальних та різницевих рівнянь, методах інтервального аналізу та концепціях гарантованого оцінювання, орієнтованих на роботу з невизначеністю без залучення ймовірнісних характеристик збурень.
Практичне значення та застосування
Фундаментальні результати напряму є теоретичною основою для проектування високонадійних систем автоматичного керування (САК) у таких сферах:
- Аерокосмічна техніка: Стабілізація та орієнтація космічних апаратів, супутників та безпілотних систем.
- Робототехніка: Керування складними багатоланковими маніпуляторами та автономними роботами.
- Кіберфізичні системи: Оптимізація процесів у розподілених технічних та енергетичних мережах.