Лаборатория № 2 «Технических средств управления»

Дмитрий Владимирович Зернов

Лаборатория № 2 была создана по приказу директора Института автоматики и телемеханики АН СССР В.А. Трапезникова в 1952 г. как «Лаборатория электроники». Возглавил её д.ф.-м.н., профессор Д.В. Зернов. В 1958 г. после перехода коллектива «Лаборатории электроники» в другой институт заведующим лаб. № 2 был назначен д.т.н., проф. Владимир Леонидович Лоссиевский. Сменилось и название лаборатории: она стала называться «Лабораторией исполнительных автоматических устройств».

Владимир Леонидович Лоссиевский

В этот период выполнялись ответственные работы по автоматизации специальных объектов Минсредмаша, а также по автоматизации типового нефтяного промысла. Был создан оригинальный прибор для измерения дебита нефтяных скважин (И.С. Мезин). В 1958 г. были разработаны миллилитровый дозатор высокой точности и специальная система электропривода, на основе которых удалось создать крайне необходимый для химической промышленности автоматический регулирующий титратор (И.С. Мезин, М.М. Беляев).

В 1966 г. заведующим лаб. № 2 стал д.т.н. Игорь Севастьянович Мезин и лаборатория возглавила научно-исследовательские работы в области струйной техники. К этому времени в лабораторию перешла группа специалистов по струйной технике из лаб. № 11, которая продолжила работы по созданию струйных систем управления на основе печатной технологии (Л.А. Залманзон, А.М. Касимов и др.). Были предложены работы для медицины (совместно с ВНИИМП) по созданию и внедрению серии аппаратов искусственного дыхания на струйных элементах (В.Г. Градецкий, В.Н. Дмитриев). Тогда же были созданы и переданы в промышленность основные концепции построения элементов и модулей струйной техники – СМСТ-2, «Волга», «АИСТ» (А.М. Касимов, Ю.В. Ванский, В.М. Ларионов и др.).

Игорь Севастьянович Мезин

Под руководством И.С. Мезина был разработан универсальный струйный комплекс технических средств управления – УНИКУС (И.С. Мезин, М.М. Беляев, А.Н. Шубин, А.А. Хитрово), на основе которого построили обучаемую систему управления многопозиционным роботом, которая успешно работала с горизонтально-ковочной машиной и электронагревательной установкой в тяжёлых цеховых условиях.

И.С. Мезин стал инициатором постановки работ по исследованию надёжности струйной техники (А.Н. Шубин), а также по разработке пневмоэлектрических и электропневматических преобразователей, в том числе портативных аналоговых пневмоэлектрических преобразователей для визуализации и исследования динамики пневматических сигналов в пневматических цепях (М.М. Беляев, А.А. Хитрово, Б.И. Панкратов).

В 1982 г. заведующим лаб. № 2 был назначен к.т.н. А.Н. Шубин.

В 1983 г. лаборатория пополнилась группой специалистов из лаб. № 11, за плечами которой было создание промышленных пневматических средств автоматики. В 1959 г. этой группой под руководством заведующего лаб. № 11 д.т.н. Алексея Алексеевича Таля была разработана универсальная система элементов промышленной автоматики – УСЭППА, ставшая основной элементной базой отечественного пневматического приборостроения и признанная за рубежом лучшей в мире. На базе УСЭППА совместно с заводом «Тизприбор» стала серийно выпускаться система типовых приборов «СТАРТ», ставшая основой пневматической ветви ГСП. За создание и внедрение приборов «СТАРТ» и элементов УСЭППА в 1964 г. сотрудникам Института М.А. Айзерману, А.А. Талю, Т.К. Берендс, Т.К. Ефремовой, А.А. Тагаевской была присуждена Ленинская премия. Позже в 1975–1977 гг. тем же коллективом сотрудников для управления циклическими процессами были разработаны агрегатно-модульные системы «ЦИКЛ» (совместно с заводом «Тизприбор») и «КОМПАС» (совместно с заводом «Пневмоаппарат»), причём в системе «ЦИКЛ» использовалась струйно-мембранная техника (А.М. Касимов, Т.К. Берендс и др.).

Лаб. № 2 вскоре получила своё новое название: «Лаборатория газо-гидродинамических средств автоматизации» и продолжила работы по совершенствованию мембранной и струйно-мембранной техники. В 1983 г. эти работы завершились созданием (совместно с ЦНИИКА и заводом «Тизприбор») комплекса технических средств «Режим-1» для централизованного контроля и управления непрерывными технологическими процессами (Т.К. Ефре¬мова, А.А. Тагаевская). В этом комплексе проявилась наи¬более высокая степень агрегатизации.

Алексей Алексеевич Таль

На основе разработанных в лаборатории пневмоэлектрических и электропневматических преобразователей в 1986 г. были созданы устройства связи с объектом (УСО) для построения комбинированных пневмоэлектронных систем управления (В.И. Чернышёв, М.Е. Лимонова).

Анатолий Николаевич Шубин

В результате теоретических и экспериментальных исследований была показана целесообразность построения средствами струйной техники расходомеров газа и жидкости без подвижных частей. Совместно с ИАЭ им. И.В. Курчатова были созданы струйные расходомеры с частотным выходом для теплоносителя высоких параметров, успешно прошедшего ресурсные испытания на Ленинградской АЭС (А.М. Касимов, В.В. Ванский). Разработанные на этом принципе струйные счётчики бытового газа в настоящее время выпускаются для ЖКХ.

Принципы струйной техники нашли применения в сельском хозяйстве. В 1987–1988 гг. была разработана (совместно с «Мосводоканалом») и прошла испытания автоматизированная система водораспределения и полива на реконструируемых оросительных системах с использованием струйных принципов подачи жидкости в открытых каналах (д.т.н. Л.А. Залманзон).

В те же годы была разработана система управления (СУ) подвижной платформой с аэростатическими опорами на конвейере сборки самолётов (В.С. Безменов). В 90-е годы лаборатория посвятила ряд работ экологическим проблемам, в том числе были разработаны принципы построения систем автоматического регулирования параметрами процесса очистки сточных вод гальванических производств на основе специализированных пневматических дозаторов химических реагентов (В.С. Безменов, А.А. Тагаевская). Данная система прошла успешные испытания на нескольких предприятиях.

С 2005 г. лабораторией руководит к.т.н. (ныне д.т.н.) Асим Мустафаевич Касимов.

Зав. лаб. № 2 Асим Мустафаевич Касимов

Лаборатория продолжила работы, которые были связаны с совершенствованием струйных систем управления, и с разработкой контрольно-измерительной техники для исследования статики и динамики пневматических устройств и цепей.

Из работ, выполненных в последние время, можно выделить:
  –  Исследования по измерению расходов текучих продуктов дифференциальными методами. Предложены новые методы измерения расходов с расширенными динамическими диапазонами, среди которых струйные, струйно-вихревые и компенсационные расходомеры. На базе компенсационных расходомеров ведутся перспективные исследования по измерению многокомпонетных двухфазных потоков (М.М. Беляев, А.М. Касимов, А.И. Попов).
  –  Разработку и серийный выпуск струйной автоматики для управления параметрами авиационных двигателей (22 регулятора на 12 типах двигателей).  Подтверждена высокая надёжность и большая экономическая эффективность таких систем. Наработка на отказ струйной техники составила более 20 млн. лётных часов. (А.М. Касимов, А.И. Попов).
  –  Работы по созданию пневматических систем автоматизированного дозирования (САД) жидких продуктов. Выполнен анализ методов и технических средств автоматического дозирования жидкостей пневматическими методами. Разработан новый класс универсальных замкнутых САД с единым для процессов порционного и непрерывного дозирования выходным параметром – расходом жидкости на выходе (В.С. Безменов, Т.К. Ефремова, А.А. Тагаевская).
  –  Разработку оригинального пневмодинамического принципа автоматического контроля герметичности изделий из вязкоупругих материалов. Принцип основан на измерении скорости повышения давления в контролируемом объёме изделия после выполнения определённой последовательности технологических операций цикла контроля (В.С. Безменов).
  –  Проведение исследований по энергосберегающим технологиям природного газа и тепла в промышленности и коммунальном хозяйстве обещают существенную экономию потребления природного газа по России. Выполнен анализ развития систем автоматики газовых теплогенераторов и проведены исследования статических и динамических характеристик радиаторных термостатов для газовых котлов мощностью до 100 кВт. Работа прошла апробацию в Московской области в течение двух отопительных сезонов и готовится к внедрению. На базе теоретических исследований предложен струйный тепловой тормоз, который позволяет управлять температурой в помещении, сократив при этом долю остаточной теплоотдачи до 15-20 % (А.И. Попов).
  –  Предложение и разработку технологических процессов производства струйных элементов и приборов методом литья из пластмасс, позволяющих перейти на более высокую интеграцию элементов. Впервые получены струйные элементы и устройства, выполненные по 3-D-технологии, что доказало перспективность этого метода для струйной техники (к.т.н. А.В. Балабанов).

Струйные элементы СУ авиационным двигателем

Проводимые научные исследования основываются на фундаментальных результатах теоретической газогидродинамики, теории автоматического управления и теоретической механики. К исследовательским заделам относятся методы расширения динамического диапазона измерения струйных, струйно-вихревых и компенсационных расходомеров текучих сред. Радикальное повышение быстродействия струйных СУ. Развиваются способы измерения потоков многофазных жидкостей.

Лаборатория располагает опытом создания высоконадёжных струйных регуляторов для авиационных газотурбинных двигателей. Развиваются исследования по энергосберегающим технологиям, повышающих эффективность использования природного газа и тепла в системах отопления жилых и промышленных зданий.

С 2017 года лаб. № 2 пополнилась группой ведущих специалистов в области технических средств автоматизации из лабораторий №№ 14, 15, 48, 54 и 62 и получила своё новое название Лаборатории технических средств управления. Лаборатория ведёт исследования по научному направлению «Теория и методы разработки программно-аппаратных и технических средств управления и сложных информационно-управляющих систем».

Наталия Петровна Васильева

Лаб. № 14 была создана заслуженным деятелем науки РФ, д.т.н., проф. Наталией Петровной Васильевой в 1977 г. и занималась в 50-е годы разработкой первых в стране промышленных серий магнитных логических элементов ЭЛМ-50 и ЭЛМ-400, нашедших широкое применение в народном хозяйстве и обороне. Группа сотрудников из бывшей лаб. № 14 под руководством почётного деятеля науки и техники РФ, д.т.н. Сергея Ивановича Касаткина ведёт разработку элементов на основе фундаментальных исследований магнитных наноструктур: регистровых запоминающих устройств на плоских магнитных доменах, магнитных дисков и лент, преобразователей магнитного поля на магниторезистивных (МР) эффектах.

Сергей Иванович Касаткин

В последние годы основные работы группы относятся к области теоретических и экспериментальных исследований наноэлементов магнитной спинтроники на базе металлических многослойных МР наноструктур. Ведутся исследования МР многослойных тонкоплёночных элементов: преобразователей магнитного поля и тока, биосенсоров и др. Разрабатываются измерительные стенды для исследования созданных наноэлементов. Начаты исследования элементов магнитной стрейнтроники, сочетающих магнитострикционный и МР эффекты. Сотрудники группы участвуют в разработке приборов на основе преобразователей магнитного поля и тока совместно с НПК «Технологический Центр» (НПК ТЦ).

Разработка и исследование МР наноэлементов. Сегодня в мире активно ведётся разработка и выпуск наноэлементов на АМР эффекте, достигающем величины 1,5–2,5 %, и на спин-вентильном МР (СВМР) эффекте, составляющем 10–15 %, и спин-туннельном МР (СТМР) эффекте, превышающем 500 %.

Элементы с АМР эффектом. В лаб. № 14 (нынешней группе из лаб. № 2), разработаны многослойные и однослойные АМР преобразователи магнитного поля и тока, предложены новые методы управления и конструкции, проведён теоретический анализ их работоспособности. В настоящее время сотрудниками группы ведутся работы по внедрению этих преобразователей в НПК ТЦ.

Элементы с СВМР и СТМР эффектом. Группа участвует в разработке элементов на основе СВМР и СТМР эффектов совместно с коллективом НПК ТЦ.

В группе проведены теоретические исследования на основе теории микромагнетизма наноэлементов обоих типов для применения их в качестве запоминающих и логических элементов, преобразователей магнитного поля, предложены новые методы управления и их конструкции. В последние годы совместно с НПК ТЦ проводятся экспериментальные исследования СВМР и СТМР наноструктур и наноэлементов на их основе. Разработка макетов приборов с АМР преобразователями. Разработан макет на принципах магнитной локации, базирующийся на созданном алгоритме и матобеспечении определения пространственных и угловых координат магнитного диполя. Области применения подобных приборов: тренажёры, трёхмерные компьютерные манипуляторы, медицинские приборы, неразрушающий дистанционный контроль материалов и изделий, обнаружение объектов, обладающих магнитными полями и т.п. Проверена возможность применения АМР головок для бесконтактной диагностики объектов по создаваемыми ими магнитным полям. Магнитная спинтроника, как ветвь нано- и микроэлектроники, занимающаяся разработкой элементов с фиксацией направления спина электрона в качестве рабочего параметра, в настоящее время является одной из наиболее активно развиваемых в мире. Это направление относится к наукоёмким технологиям двойного назначения, определяющим научный и технологический потенциал страны. Группа будет продолжать работы в области исследования новых видов СВМР и СТМР наноструктур, разработки МР наноэлементов на их основе и приборов с этими наноэлементами. В настоящее время начаты работы по новому перспективному направлению магнитной стрейнтроники, использующему магнитострикционные и МР эффекты для создания элементов, измеряющих механическое напряжение и давление.

Д.т.н., проф. В.В. Зотовым (лаб. № 15) разработаны принципы построения нескольких типов полупроводниковых многофункциональных сенсоров (Z-сенсоров), не имеющих аналогов в мировой практике. В настоящее время отдельные типы Z-сенсоров выпускаются малыми партиями и поставляются потребителям. В первую очередь к ним относятся магниточувствительные Z-сенсоры и Z-сенсоры ультрафиолетового излучения (Е.П. Виноградова).

Дмитрий Иванович Агейкин

Начиная с середины 60-х гг. под руководством д.т.н., проф. Владимира Юрьевича Кнеллера, сначала руководителя группы, работавшей в составе лаб. № 15 (создатель и первый её зав. лаб. – д.т.н., проф. Дмитрий Иванович Агейкин), а затем заведующий созданной им же лаборатории № 62, проводились работы в двух взаимосвязанных научных направлениях, ставших традиционными:
1) Разработка теории и принципов построения средств преобразования и автоматического измерения величин переменного тока.
2) Разработка общей теории структур преобразования измерительной информации.

Владимир Юрьевич Кнеллер

Основной объект изучения в первом направлении – автоматические преобразователи и измерители пассивных комплексных величин (ПКВ) переменного тока. Громадные перспективы, открываемые такими средствами автоматизации, во многом не реализованные и до настоящего времени, были своевременно отмечены и оценены. На каждом этапе развития выявлялись и разрабатывались наиболее актуальные проблемы (например, принципы построения быстродействующих цифровых измерителей ПКВ с уравновешенными цепями, микропроцессорных цифровых измерителей ПКВ, путей их совершенствования; многофункциональных цифровых измерителей без уравновешивания; виртуальных измерителей/анализаторов ПКВ), находились их оригинальные решения, на основе которых строились перспективные измерительные приборы. Много внимания уделялось формированию общих научных основ построения широкого класса преобразователей двухмерных и многомерных величин. Наибольший вклад в развитие этого направления внесли д.т.н., проф. В.Ю. Кнеллер, д.т.н. Ю.Р. Агамалов, к.т.н. Л.П. Боровских и к.т.н. Д.А. Бобылёв.

К основанным результатам исследований в первом направлении следует отнести:
  –  Формирование нового подхода к уравновешиванию измерительных цепей переменного тока, так называемого координированного уравновешивания, разработка теории и принципов построения на его основе быстродействующих цифровых приборов переменного тока, а также создание на этой базе серийных приборов широкого назначения типа Р5010 и Р5058 с техническими характеристиками, превышающих мировой уровень того времени (В.Ю. Кнеллер, Ю.Р. Агамалов).
  –  Разработку новых (запатентованных в ведущих странах Европы) транзисторных переключателей переменного тока и реализация на их основе измерительных цепей цифровых мостов Р5010 и Р5058. (Ю.Р. Агамалов).
  –  Разработку методов обобщённого анализа и синтеза уравновешиваемых измерительных цепей переменного тока; синтез новых подклассов и множества цепей с новыми возможностями и свойствами (В.Ю. Кнеллер, Ю.Р. Агамалов, д.т.н. Ю.Д. Хасцаев);
  –  Создание основ теории автоматических измерителей комплексных величин, а затем и её развитие на случай измерения параметров объектов, представляемых многоэлементными двухполюсниками (В.Ю. Кнеллер. Л.П. Боровских);
  –  Разработку новых методов дискретного корреляционного и частотного анализа, а также цифровой фильтрации сигналов (Ю.Р. Агамалов, Д.А. Бобылёв);
  –  Разработку и развитие нового подхода к реализации дискретного преобразования Фурье периодических сигналов путём их частотно-зависимой дискретизации и суммирования дискретных отсчётов и решение на его основе фундаментальных задач, связанных с инвариантным измерением множеств некогерентных гармонических сигналов, а также ряда ключевых вопросов создания основ теории измерительных инвариантов (Ю.Р. Агамалов);
  –  Формирование новых подходов к построению, проектированию и автоматизации поверки (калибровки) средств измерений на базе принципов адаптации и самоповеряемости (Ю.Р. Агамалов).
  –  Решение задач выбора вариантов в системах больших данных с помощью предложенного и развиваемого дескриптивного логико-математического подхода подхода к анализу и синтезу (проектированию) многовариантных структур (Ю.Р. Агамалов).

За создание теоретических основ и принципов построения автоматических измерителей комплексных величин переменного тока, разработку и внедрение в серийное производство цифровых мостов переменного тока В.Ю. Кнеллер и Ю.Р. Агамалов в 1976 г. были удостоены Государственной премии СССР в области науки и техники.

Дмитрий Алексеевич Бобылёв

В последнее время, в первую очередь благодаря усилиям Д.А. Бобылёва, был разработан ряд перспективных приборов – измерителей/анализаторов параметров импеданса на основе средств вычислительной техники, так называемых виртуальных измерительных приборов. Эти приборы особенно удобны для исследования объектов разнообразной физической природы при воздействии на них переменным током с измерением параметров их схемы замещения. Виртуальные приборы относительно дёшевы и, тем не менее, обладают метрологическими характеристиками на уровне дорогих автономных приборов, обеспечивая существенно большие возможности в плане хранения, отображения и обработки измерительной информации (Д.А. Бобылёв).

Продолжается развитие теории автоматических измерителей комплексных величин на случай измерения параметров объектов, представляемых многомерными двухполюсниками, в плане систематизации основных методов построения таких измерителей, сравнительного анализа их характеристик – быстродействия и помехоустойчивости и выработки практических рекомендаций по их реализации и применению (Д.А. Бобылев, Л.П. Боровских).

Существенный вклад в развитие теории и техники построения автоматических преобразователей и измерителей ПКВ, помимо упомянутых сотрудников внесли к.т.н. А.А. Десова, к.т.н. А.М. Павлов, к.т.н. В.Л. Геурков, В.И. Курчавов. Особо следует отметить важную роль в изготовлении, отладке и испытаниях подавляющего большинства созданных в рамках первого направления приборов высококвалифицированного специалиста инженера Б.Г. Наумова.

Владимир Сергеевич Попов

Начиная с 1981 г. с приходом в Институт д.т.н., проф. В.С. Попова работы в первом направлении были распространены на класс средств измерений активных скалярных величин. В.С. Поповым с его учениками и коллегами к.т.н. Е.В. Шумаровым и к.т.н. Ю.В. Кашириным были разработаны, исследованы и реализованы в промышленных приборах новые принципы построения измерителей интегральных характеристик периодических сигналов, эффективные алгоритмы коррекции их погрешностей и обеспечения помехозащищенности.

Сотрудники, продолжающие работать в рамках первого направления, отслеживают развитие направления в целом, стремятся к систематизации знаний в этой области и являются в ней признанными авторитетами.

Исследования во втором направлении ориентированы, в первую очередь, на создание методов формализованного проектирования (в идеале синтеза полного множества) систем преобразования с заданными свойствами, начиная с синтеза решений верхних уровней: методов преобразования, коррекции погрешностей и т.п. Поэтому системы преобразования рассматриваются, прежде всего, абстрагируясь от физической природы величин и используемых сигналов на уровне информационных математических моделей (структур преобразования) и с расчётом на создание структурной теории систем преобразования. Второе направлении зародилось в рамках первого направления, в рамках которого был предложен и развит подход к рассмотрению преобразователей параметров ПКВ, заключающийся в изучении взаимосвязи особенностей структуры существенных преобразований величин с возможностями и свойствами преобразователей. На основе этого подхода выявлены структурные закономерности построения систем преобразования различных классов, а именно: преобразователей комплексных и многомерных величин с уравновешиванием и квазиуравновешиванием, преобразователей прямого преобразования, новые структурные методы улучшения сходимости, линейности и чувствительности преобразователей параметров ПКВ с уравновешивающими измерительными цепями и т.д.

Принципиально новые возможности для исследований во втором направлении открыла разработанная к.т.н. В.А. Скомороховым оригинальная концепция и методология построения общей дедуктивной теории структур нелинейных систем преобразования информации (ПИ), представляемой в виде иерархической системы функционально полных естественных классификаций порождающих и порожденных структур ПИ. В качестве базиса теории было принято понятие, отражающее функциональную сущность исследуемого класса объектов и содержащую в потенциальной форме сведения о возможных объектах заданного класса. В основу логики теории положена совокупность двух основополагающих принципов: симметрии (двойственности) и инвариантности.

Дальнейшие исследования во втором направлении нацелены на развитие методологии выявления и систематизации знаний с учётом тенденций, связанных с четвёртой промышленной революцией, важной отличительной стороной которой является ее междисциплинарный характер. Эти исследования базируются на предложенном В.Ю. Кнеллером и А.М. Фаянсом междисциплинарном родовидовом индуктивно-дедуктивном подходе, ориентированном на выявление и систематизацию видов задач и методов их решения, в равной степени применимом как для технических, так и для иных областей.

Сотрудники группы выполняют также большую научно-организационную работу, активно участвуя в деятельности различных научных советов, обществ, редколлегий журналов и др. Так, В.Ю. Кнеллер более 25 лет участвовал в работе руководящих органов международной конфедерации по измерениям (ИМЕКО), удостоен награды ИМЕКО «За выдающуюся деятельность». Он является главным научным редактором журнала «Измерения. Контроль, Автоматизация» (ИКА) с первого его номера в 1974 г. В работе ИКА более 30 лет участвовал в качестве научного редактора Л.П. Боровских, который в последние годы является заместителем главного редактора журнала «Проблемы управления».

Владимир Андреевич Викторов

С начала 60-х годов в лаборатории академика Петрова Б.Н. велись исследования, связанные с созданием средств контроля запасов и расходования ракетных топлив и других жидких компонентов для работы в различных условиях полета (включая условия невесомости) летательных аппаратов бурно развивающейся космической отрасли. В связи с результативностью и перспективностью этих работ группа сотрудников, занимавшаяся этим направлением, была преобразована в самостоятельную лаб. № 48, которую возглавил д.т.н. Владимир Андреевич Викторов (позднее академик РАН, ушёл из жизни в 2018 г.). В.А. Викторов предложил использовать для решения этих задач радиоволновый метод, суть которого состоит в косвенной оценке измеряемых величин по параметрам (резонансной частоте, добротности, амплитуде колебаний и др.) специальным образом сформированной электродинамической системы, являющейся чувствительным элементом датчика. На основе этого метода решались практические задачи измерения для металлургического производства, криогенной техники, нефтехимических производств, космоса.

Были разработаны принципы построения высокочастотные датчики уровня и запасов топлива в условиях неопределённости их распределения (к.т.н. Б.В. Лункин). Результаты этих новых в мировой практике работ отражены в двух монографиях: Викторов В.А. «Резонансный метод измерения уровня» (1969) и Викторов В.А., Лункин Б.В. «Измерение количества и плотности различных сред (1973).

В области радиоволновой уровнеметрии в 70-х годах под научно-техническим руководством ИПУ предприятия НПО НИИТехноприбор (г. Смоленск), КБ и завод «Теплоприбор» (г. Рязань) освоили серийный выпуск комплекса высокочастотных уровнемеров и сигнализаторов общепромышленного назначения. Комплекс был полностью построен на отечественной интегральной микроэлектронике и отмечен наряду с другими радиоволновыми датчиками присуждением Государственной премии СССР в 1977 г. Лауреатами Государственной премии СССР от Института стали В.А. Викторов, Б.В. Лункин, В.И. Мишенин.

К достижениям бывшей лаб. № 48 следует также отнести разработку теории построения инвариантных к возмущениям измерительных приборов. Её основы изложены в монографии Петров Б.Н., Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. «Принцип инвариантности в измерительной технике» (1976). Разработанные в лаб. № 48 радиоволновые методы и средства измерений нашли отражение в двух монографиях: Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. «Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин» (1978) и Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. «Радиоволновые измерения параметров технологических процессов» (1989).

Борис Васильевич Лункин

С начала 80-х годов научными исследованиями и разработкой систем измерения, основанных на радиоволновом методе, руководит к.т.н. Борис Васильевич Лункин, который и сейчас возглавляет группу сотрудников лаб. № 48, перешедших в лаб. № 2. Группа принимала участие: в решении практических задач измерения для металлургического производства, криогенной техники, нефтехимических производств, космоса; в создании наземной измерительной системы, обеспечивающей контроль заправки ракетно-космического комплекса «Энергия-Буран». Под научным руководством лаб. № 48 была создана и эксплуатировалась бортовая система контроля количества топлива в баках космического корабля «Мир» (В.Я. Фатеев). Результатом исследований явилась также разработка в содружестве с научно-производственной компанией «Техносенсор» (г. Санкт-Петербург) научно-технических основ построения приборов (к.т.н. В.И. Терёшин) для высокоточного измерения количественных параметров сжиженных углеводородных газов (СУГ), включая уровень, плотность, массу жидкости и газа, их общую массу (д.т.н., проф. А.С. Совлуков).

Наряду с разработкой теории и приложений радиоволнового метода измерений в лаборатории, ведутся исследования общих вопросов измерения и метрологии. Разработана методология построения экспертной системы выбора оптимального принципа измерения на начальной стадии проектирования датчика по заданным техническим требованиям. Предложена методика метрологического диагностирования датчиков в условиях штатного режима их работы (Б.В. Лункин).

В течение ряда лет проводятся исследования методов многопараметровых и инвариантных измерений параметров веществ, в том числе в условиях неопределённости их фазового состояния, методов измерений с применением микроволновых компонент в качестве функциональных элементов датчиков, методов измерений с автоперестраиванием параметров датчиков при изменении измеряемых величин и/или возмущений (А.С. Совлуков).

Владимир Васильевич Маклаков

В последнее время круг исследований расширился. Получило развитие направление, связанное с использованием миниатюрных бесконтактных СВЧ радарных датчиков для измерения технологических параметров. Особенно актуальными являются бортовые датчики для автономного позиционирования наземного транспорта. Разработаны алгоритмы обработки доплеровских сигналов для измерения мгновенного вектора скорости и прямого перемещения по двум координатам (к.т.н. Д.В. Хаблов).

Ведутся исследования методов измерения параметров радиочастотных датчиков, основанных на алгоритмах оптимизации, главным образом, алгоритмов стохастической аппроксимации, позволяющих находить оптимум даже при наличии помех. Было предложено использовать модифицированный алгоритм стохастической аппроксимации, состоящий из комбинации двух алгоритмов: знакового алгоритма Фабиана, предназначенного для грубой и быстрой настройки на экстремум, и алгоритма Кифера-Вольфовица, обеспечивающего точное слежение за изменениями положения этого экстремума (В.Я. Фатеев).

Результаты этих исследований вызвали интерес за рубежом, выполнялись совместные проекты с институтами и фирмами ряда стран – бывшей Югославии, Болгарии, КНДР, Франции.

Наконец, отметим, что д.т.н., проф. В.В. Маклаков (заведующий бывшей лаб. № 54) разработал способ создания защитных идентификаторов изделий из различных материалов: органических, неорганических и биоорганических, – на основе квантовых радиофизических эффектов формирования скрытых маркеров. Технология позволяет кодировать идентификаторы как отдельных изделий, так и партий продукции различных видов. Разработанные маркеры могут быть наноструктурированы и не нарушают внешний вид изделий. Предлагаемая технология в сочетании с развитием способов считывания скрытой и многоуровневой информации может служить основой развития нового метода идентификации и защиты от фальсификации изделий, документов, носителей информации, ценных предметов и др.

К настоящему времени сотрудниками лаб. № 2 в её нынешнем составе опубликовано более 800 работ, в том числе 22 монографии.