ПОЛВЕКА В АВИАЦИИ Записки академика

Первое, с чем мы столкнулись на новой кафедре, это то, что преподаватели, пришедшие на нее работать, абсолютно ничего не знали об управлении ракетами. Но сам Солодовников был в числе ведущих ученых в области теории управления - являлся одним из создателей так называемой частотной школы. Теория управления в то время бурно развивалась. Во-первых, потому, что стали создаваться новые системы оружия, где широко применялось управление - прежде всего, управляемые ракеты, следящие системы пушечных установок, автопилоты и т. д. Сама жизнь потребовала развития этой науки. Во-вторых, тогда вышел в свет ряд книг - переводов трудов Массачусетского технологического института, в том числе книга Джеймса, Николса и Филипса «Теория следящих систем», где излагалась теория Винера, одного из родоначальников кибернетики.

У нас в России существовала своя школа - мы были в числе стран-лидеров, обладающих теоретическими разработками в области управления, которыми занимались еще Вышнеградский, Ляпунов, Андронов и другие выдающиеся ученые, сделавшие очень много в данном направлении. Но эти разработки не были инженерными методами, а лишь теоретическими. Они основывались на решении обыкновенных дифференциальных уравнений и качественной их теории. Кстати, чтобы лучше понимать математику, как сказано выше, я умудрился поступить на вечерний механико-математический факультет МГУ, где прослушал три курса. Но когда окончил МВТУ и попал в аспирантуру, решил, что для меня это будет уж слишком - иметь второе высшее образование, и покинул университет. Однако и то, что я успел прослушать, дало мне отличную математическую «закваску».

Винер дал инженерную трактовку теории управления. Он основывался на том, что любой нерегулярный процесс во времени можно представить как сумму чисто периодических колебательных процессов с определенными частотами. Совокупность этих частот называется спектр. «Превращение» временного процесса в спектр частот происходит с помощью преобразований Фурье и Лапласа. Винер, собственно, и предложил рассматривать процессы управления не во времени, а в частотной области, для чего ввел понятие передаточных функций, наглядно описывающих именно преобразование спектра сигнала. Они несли в себе гораздо больше практически важной информации, чем чисто формальные частные решения дифференциальных уравнений. Спектральное представление процесса позволяет более ощутимо почувствовать его динамику, поскольку оно, как бы концентрирует, обобщает все то, что происходит во времени.

К чему эти специальные пояснения? А к тому, что Солодовников был одним из тех, кто очень настойчиво развивал у нас это направление. Он начал заниматься им до войны, был одним из пионеров, кто изучал частотные методы, а их широко использовали радисты. Они всегда рассматривали именно спектры, частотное представление процессов, с которыми сталкивались в работе - прохождение сигналов в радиоприемнике, их фильтрация и т. д. А поскольку из нас готовили «радиолокационщиков», которые также имеют дело с радиосигналами, то нам была хорошо понятна физическая суть теории, которую Солодовников развил на базе переведенных с английского языка книг, где были изложены основы частотных методов.

Позже были выпущены учебники школы Солодовникова по теории управления, которые затем перевели во многих странах мира, поскольку они значительно богаче работ Винера. Впоследствии мне пришлось встретиться со специалистами известной французской фирмы «Томсон-CSF», в частности с главным инженером господином Ле-Пелетье. Он окончил знаменитый парижский Политехнический институт и, когда узнал, что я ученик школы Солодовникова, сказал:

– А вы знаете, мы все учимся по учебникам Солодовникова…

В. В. Солодовников читал свои лекции всего один год, по сути дела, опробуя на нас то, что разрабатывал, и, как оказалось, очень успешно, поскольку эти лекции и легли в основу учебников. Его заслуга, по моему мнению, - в том, что он ушел от чисто теоретических методов, переведя их в инженерную плоскость. По сути дела он подвел под теорию управления такой инженерный фундамент, который и по сей день практически не изменился, стал классическим. Студенты всего мира сейчас учатся, используя именно его частотные методы.

Вторым нашим учителем был Вячеслав Вячеславович Петров - ныне, когда я пишу эти строки, уже покойный - член-корреспондент Академии наук. Он читал нам теорию нелинейных систем (тогда как частотные методы применяются к линейным системам). На основе этой теории можно объяснить работу таких приборов, как автопилот. Он имеет ряд нелинейностей - зона нечувствительности, зона насыщения, петля гистерезиса и т. д. Это так называемые существенные нелинейности, которые не поддаются линеаризации. Скачкообразные, разрывные функции в принципе не могут быть линеаризованы. А этой разрывностью и объясняются физические процессы, когда при управлении в цепях возникают автоколебания.