Динамическая имитация управляемых движений

В 1977 году по просьбе организаций, разрабатывавших конструкцию и теорию космического корабля "Буран", В.А. Садовничим (тогда проректором МГУ) был создан объединенный коллектив, включавший математиков и механиков МГУ, а также инженеров и сотрудников ЦПК им. Ю.А. Гагарина и НПО "Молния". От кафедры и родственных лабораторий в этот коллектив вошли В.И. Борзов, В.В. Александров, Ю.М. Окунев и другие сотрудники. В результате десятилетней работы коллектива было создано новое направление прикладной математики и механики - динамическая имитация управляемых движений. Под динамической имитацией управляемого движения понимается функционирование таких имитирующих движений стенда, чтобы выходные сигналы с измерительных устройств УДС (или механорецепторов человека), размещенных на этом стенде, были похожи на выходные сигналы этих же измерительных устройств при реальном движении УДС. Имитационные динамические стенды, вместе с компьютерной сетью, управляющей этими стендами, образуют сложную мехатронную систему с трехуровневым управлением. Практическая реализация разработанной методики и программного обеспечения впервые в мировой практике подготовки космонавтов позволила осуществить сквозное - от "взлета до посадки" - имитационное моделирование аэрокосмического полета на центрифуге с управляемым кардановым подвесом (В.В. Александров). В 1989 году разработчикам этой системы присуждена Государственная премия СССР.

В девяностых годах работа получила неожиданное продолжение в связи с открытием феномена вестибулоглазодвигательных нарушений в условиях микрогравитации. Детальный анализ этой проблемы и эксперимента, проведенные в Центре подготовки космонавтов коллективом во главе с ректором МГУ В.А. Садовничим (совместно с сотрудниками и аспирантами кафедры под руководством В.В. Александрова), позволили создать математическое обеспечение нового тренажера управляемого спуска с орбиты Международной космической станции. Эта работа в 2002 году была удостоена Государственной премии Российской Федерации.

В настоящее время, в соответствии с проектом NASA, разрабатывается математическое обеспечение динамического имитатора визуального управления космическим "спасателем" - сейфером (В.В. Александров, С.С. Лемак, Д.И. Бугров и др.).

Научные интересы кафедры прикладной механики и управления очень широки. Это любая управляемая динамическая система, объект управления которой движется в пространстве и времени. Происхождение объекта (естественное или искусственное) и его структура несущественны. Цель исследований выпускника кафедры - создание математической модели объекта управления и синтез алгоритмов, решающих поставленную задачу.

В этом направлении сделаны лишь первые шаги. Среди наиболее важных и перспективных задач, стоящих перед кафедрой - проблемы управления системами с распределенными параметрами, включающими элементы сплошной среды. К такого рода приоритетным для кафедры системам относятся и биологические объекты.