В 1957 г. была создана лаборатория № 19 «Следящие электромагнитные системы», которая в 1962 г. была переименована в Лабораторию теории многосвязных систем. С 1962 по 1991 гг. лабораторией руководил лауреат премии им. А. А. Андронова, доктор технических наук, профессор Михаил Владимирович Мееров. C 1991 по 2005 гг. лабораторию возглавлял доктор физико-математических наук, профессор Владимир Николаевич Кулибанов. В настоящее время заведующим лабораторией является кандидат технических наук Атлас Валиевич Ахметзянов.

МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ МЕЕРОВ

1911–2004

Михаил Владимирович Мееров родился на Украине. В 1938 г. он окончил Харьковский электротехнический институт. С 1946 по 1991 гг. работал в Институте автоматики и телемеханики АН СССР (ныне ИПУ РАН) сначала в должности старшего научного сотрудника, а с 1962 г. — заведующего лабораторией № 19 многосвязных систем управления.

Для научной деятельности М. В. Меерова характерно сочетание ясного взгляда на физические процессы и строгости используемых им современных математических методов. Так, в кандидатской диссертации «Автоматическое регулирование напряжения электрических генераторов» ему удалось найти достаточные условия вещественности и отрицательности всех корней характеристического уравнения замкнутой системы регулирования, обеспечивающие апериодический характер регулирования.

В 1947 г. М. В. Мееров защитил докторскую диссертацию «Системы автоматического регулирования, устойчивые при сколь угодно малой статической ошибке, и следящие системы, устойчивые при сколь угодно малой динамической ошибке». В этой работе были получены достаточные условия устойчивости системы регулирования при обнулении коэффициентов при старших производных характеристического уравнения. Результаты этой работы имеют фундаментальное значение для теории автоматического управления, они позволили оценить влияние малых параметров на устойчивость систем регулирования.

В 1962 г. М. В. Мееров возглавил в ИАТе Лабораторию многосвязных систем управления. Он был признанным лидером в области многосвязных систем регулирования. Под его руководством было проведено множество всесоюзных и международных конференций и симпозиумов.

В отличие от идеологии автономного регулирования, в работах М. В. Меерова просматривалось стремление к максимальному использованию особенностей внутренних структурных связей многосвязных объектов для создания высококачественных систем регулирования. Одним из основных приложений предложенных им идей было создание оптимальных систем регулирования нефтеотдачи.

В пионерских работах М. В. Меерова и его сотрудников были впервые предложены методы, определяющие режимы работы скважин, максимизирующие суммарную добычу нефти при соблюдении технико-экономических ограничений.

М. В. Мееровым — лауреатом премии им. А. А. Андронова, было опубликовано около 200 научных статей и 12 монографий.

Михаил Владимирович успешно совмещал научную работу с преподавательской деятельностью. С начала 60-х годов он был профессором Московского института нефтехимической и газовой промышленности, руководил кафедрой «Автоматика и телемеханика». Под его руководством выросло не одно поколение известных учёных.

В первые годы существования лаборатория занималась вопросами построения высокоточных систем регулирования. В их основе лежали идеи и методы, разработанныеМ. В. Мееровым и изложенные в его фундаментальных работах «О системах регулирования, устойчивых при сколь угодно большом коэффициенте усиления», «Системы многосвязного регулирования», а также ряде монографий и статей. Эти исследования актуальны и поныне. Одновременно в лаборатории велись работы по учёту статистических свойств помех и параметров объекта в системах регулирования. Эту работу возглавлял И. И. Перельман, разработавший теорию операторов прогнозирования выходной реакции объекта регулирования, а также методы их использования в задачах управления. В 1967 г. И. И. Перельман возглавил самостоятельную группу № 39. В лаборатории длительное время работал И. Б. Семёнов, впоследствии учёный секретарь Института и заведующий лаб. № 52.

С середины 60-х годов в лаборатории активно развиваются методы построения многосвязных оптимальных систем управления. В этом направлении работал О. И. Ларичев, впоследствии действительный член РАН. В работах В. Н. Кулибанова получили развитие методы построения замкнутых оптимальных систем управления на основе уравнения Беллмана и использована теория гиперболических уравнений в частных производных первого порядка. Р. Т. Янушевский для оптимизации многосвязных систем привлекал методы функционального анализа. Для задач с фазовыми ограничениями Я. М. Берщанский предложил итеративный метод построения оптимального управления, основанный на идеях А. А. Милютина и А. Я. Дубовицкого. 

В 70-е — 80-е годы активно развивались методы решения линейных задач оптимизации для уравнений в частных производных параболического и эллиптического типа (Б. Л. Литвак, М. В. Мееров) и были разработаны эффективные вычислительные алгоритмы. В это же время было разработано семейство эффективных алгоритмов для решения задач оптимизации на конечных множествах (О. Ю. Першин, О. А. Бабич, А. Б. Боронин). В частности, для широкого класса задач оптимального синтеза многокомпонентных сетей и задач размещения объектов с многокомпонентной структурой связей была разработана единая схема декомпозиции на NP-сложную и полиномиальную подзадачи. Кроме этого, были: 

• исследованы приближённые модели многосвязных систем с неустойчивым соотношением между входом и выходом, выделены новые множества равномерной регуляризации задачи определения сигнала на выходе многосвязного линейного объекта по приближённо известному входному сигналу (А. В. Черепахин); найдены новые методы решения, более полно учитывающие априорную информацию о свойствах объекта (указанные три направления послужили основой для создания нескольких пакетов вычислительных программ, которые применялись на ряде объектов нефтегазовой промышленности; эти работы многократно отмечались премиями на институтских конкурсах);
• сформулированы и исследованы достаточные условия локальной и глобальной управляемости многосвязных систем, описываемых нелинейными обыкновенными дифференциальными уравнениями (М. Ю. Левит). 

В 90-е годы была разработана универсальная с полиномиальной оценкой сложности вычислительная схема построения последовательности лучших решений для задач на конечных множествах, например, на матроидах, и задач, для которых справедлив принцип оптимальности (О. Ю. Першин). Тогда же проведён качественный анализ систем управления, описывающих фильтрацию компонентов в пористой среде (А. В. Ахметзянов и В. Н. Кулибанов). Полученные результаты послужили основой для разработки методов и алгоритмов построения систем оптимального динамического управления гидродинамическими процессами при разработке нефтяных месторождений.

ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ КУЛИБАНОВ

5.04.1938 — 25.04.2006

Владимир Николаевич Кулибанов родился в Загорске (ныне Сергиев Посад) Московской области. Окончил Московский авиационный институт (МАИ) в 1961 г. и аспирантуру Института автоматики и телемеханики (ИАТ) в 1966 г. С 1966 по 2006 гг. работал в лаборатории (младший, старший научный сотрудник и заведующий лабораторией) и был ближайшим соратником основателя лаборатории М. В. Меерова. В 2000 г. В. Н. Кулибанов защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, в 2002 г. ему было присуждено звание профессора.

За время научной и педагогической деятельности опубликовано более 80 научных статей и 3 монографии. Полученные В. Н. Кулибановым результаты в области качественных исследований многосвязных систем оптимального управления легли в основу текущих и перспективных исследований лаборатории на ближайшие годы, с целью создания обладающих универсальными свойствами и мировым приоритетом отечественных программных комплексов для решения задач моделирования и управления сложными многосвязными системами большой размерности.

В 2000-е годы под руководством В. Н. Кулибанова начались фундаментальные исследования проблем моделирования и управления нелинейными динамическими многосвязными системами большой размерности, в частности, проблем моделирования и управления процессами фильтрации газожидкостных смесей (нефть, газ, вода с активными примесями) в неоднородных пористых средах с учётом сжимаемости фильтрующихся жидкостей и газов. Результаты этих исследований подтвердили необходимость разработки новых принципов моделирования и управления процессами в сложных многосвязных системах рассматриваемого класса, учитывающих структурные и физические особенности их пространства состояний и физические свойства движущихся субстанций, а также характер допустимых управляющих воздействий. В частности, показано, что для достижения наибольшей эффективности при решении этих задач целесообразно использование принципов декомпозиции многосеточной конечно-разностной или конечно-элементной аппроксимации пространства состояний в сочетании с различными вариантами расщепления сеточных операторов по физическим процессам и пространственным координатам.

Одна из традиций лаборатории — активное участие в подготовке научной молодёжи: М. В. Мееров долгие годы заведовал кафедрой «Автоматика и телемеханика» в РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, здесь же преподавал В. Н. Кулибанов, а О. Ю. Першин преподаёт и поныне.

За время существования лаборатории её сотрудниками были защищены три докторские и более десятка кандидатских диссертаций. Ими написано несколько монографий и более 300 научных статей и докладов.

Лаборатория традиционно сотрудничает с крупными нефтегазодобывающими российскими компаниями.

Бывшие сотрудники лаборатории с успехом поддерживают её высокую репутацию в России и за рубежом. О. Ю. Першин — консультант по стратегии развития компании Honeywell (по РФ и СНГ), А. Б. Боронин — старший консультант той же компании, М. Л. Литвак заведует лабораторией математического моделирования в BP (British Petroleum), Б. С. Вселюбский возглавляет отдел программного обеспечения на Нью-Йоркской фондовой бирже, А. В. Черепахин руководит лабораторией математического моделирования фирмы Adobe.

Научная деятельность лаборатории и дальше будет направлена на развитие и обобщение результатов, полученных коллективом в начале нового века. Будут использованы принципы иерархической многоуровневой декомпозиции и расщепления нелинейных операторов в функциональных пространствах с последующим алгоритмическим распараллеливанием вычислений для многопроцессорных вычислительных систем в различных программных средах, например, MPI (message passing interface).