Стенограмма заседания диссертационного совета Д212.268.01 при Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники от 3 февраля 2009 г. (протокол N 5)

Присутствуют следующие члены специализированного совета: Филатов Александр Владимирович (ученый секретарь), д.т.н., доцент, 05.12.07, Белов Владимир Васильевич, д.ф-м.н.,, с.н.с., 05.11.07, Глазов Григорий Наумович, д.ф-м.н., профессор, 05.11.07, Гошин Геннадий Георгиевич, д.ф-м.н, профессор, 05.12.07, Давыдов Валерий Николаевич, д.т.н., профессор, 05.11.07, Денисов Вадим Прокопьевич, д.т.н., профессор, 05.12.07, Задорин Анатолий Семенович, д.ф-м.н, профессор, 05.12.04, Катаев Михаил Юрьевич, д.т.н., профессор, 05.11.07, Катков Владимир Иванович, д.т.н., 05.12.04, Колесник Анатолий Григорьевич, д.ф-м.н., профессор, 05.12.07, Малютин Николай Дмитриевич, д.т.н., профессор, 05.12.07, Мелихов Сергей Всеволодович, д.т.н., профессор, 05.12.04, Ройтман Марсель Самуилович, д.т.н., профессор, 05.12.04, Смирнов Геннадий Васильевич, д.т.н., профессор, 05.12.07, Сырямкин Владимир Иванович, д.т.н., профессор, 05.11.07, Татаринов Виктор Николаевич, д.т.н., профессор, 05.12.07, Титов Александр Анатольевич д.т.н., доцент, 05.12.04, Шандаров Станислав Михайлович, д.ф-м.н., профессор, 05.11.07, Шандаров Владимир Михайлович, д.ф-м.н., профессор, 05.11.07, Якубов Владимир Петрович, д.ф-м.н., профессор, 05.12.07.
Отсутствуют: Пустынский Иван Николаевич (председатель), д.т.н., профессор, 05.12.04 (в связи с болезнью), Шарыгин Герман Сергеевич (зам. председателя), д.т.н., профессор, 05.12.04 (задерживается), Мартышевский Юрий Васильевич д.т.н., профессор, 05.12.04 (в связи со смертью), Астафуров Владимир Глебович, д.ф-м.н., доцент, 05.11.07 (в связи с болезнью). Из присутствующих членов совета специалистами по профилю диссертации являются Задорин А.С., д.ф-м.н, 05.12.04, Катков В.И., д.т.н., 05.12.04, Мелихов С.В., д.т.н., 05.12.04, Ройтман М.С., д.т.н., 05.12.04.
Голоса в зале: где председатель? Может, начнём? Давайте выберем председателя и начнём:
Задорин А.С.: это будет нарушение процедуры, что плохо для Олега Владимировича.
Мелихов С.В.: Ну давайте начнём. Герман Сергеевич Шарыгин задерживается по уважительной причине – он вчера привез жену из больницы, поэтому давайте начнём заседание. Повестка дня: защита диссертационной работы «Сигнальная и параметрическая инвариантность радиотехнических устройств», представленной на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения. Работа выполнена в Томском политехническом университете, официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Патюков Виктор Георгиевич, доктор технических наук (г. Красноярск), профессор Разинкин Владимир Павлович, доктор технических наук (г. Новосибирск), профессор, доктор технических наук Малютин Николай Дмитриевич (г. Томск).
Слово предоставляется ученому секретарю диссертационного совета Филатову А.В.
Филатов А.В.: Из 24 членов совета на данном заседании присутствуют 19, в том числе 4 доктора наук по профилю рассматриваемой диссертации, т.е. кворум есть. По Положению ВАК можно проводить заседание. В деле диссертанта имеются все необходимые документы: отзыв организации, где выполнялась работа, отзыв ведущей организации, отзывы официальных оппонентов и отзывы на автореферат. Все отзывы положительные. Из материалов дела следует, что соискатель, доцент Электрофизического факультета Томского политехнического университета, в 1988 году с отличием окончил Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники по специальности «Радиотехника». С 1988 года работал в ТИАСУРе научным сотрудником, доцентом, начальником международного отдела. С 1990 по 1993 г.г. обучался в очной аспирантуре ТАСУР на кафедре радиоприёмных и усилительных устройств (ныне радиоэлектроники и защиты информации) радиотехнического факультета, которую окончил с представлением диссертации. Тема диссертации: «Оптимизация радиотехнических устройств по критерию инвариантности» (специальность 05.12.17 Радиотехнические и телевизионные системы и устройства, технические науки). С 1999 г. обучался в очной докторантуре ТУСУРа, которую окончил в 2001 году. С 2002 года работает в Томском политехническом университете. Являлся руководителем и исполнителем научно-исследовательских работ, выполняемых при финансовой поддержки РФФИ (12 грантов), фонда Сороса (1 грант), Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) (1 грант), также исполнителем ряда хоздоговорных и госбюджетных НИР в ТУСУРе и ТПУ. Является членом Европейской микроволновой ассоциации, старшим членом Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике: общество «Теория и техника СВЧ, электронные приборы, системы управления». В 1995 году основал Томскую группу и студенческое отделение Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. Является организатором международных научно-технических конференций и симпозиумов Института IEEE в г. Томске. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на крупнейших международных научно-технических конференциях и симпозиумах, среди которых «Европейская микроволновая неделя», «Азиатско-Тихоокеанская микроволновая конференция», «Европейская конференция по технологии связи», «Мощный и импульсный электромагнетизм в Америке», «Мощный и импульсный электромагнетизм в Европе», «Прогресс в электромагнитных исследованиях». Соискатель является автором более 160 статей, книг, научных и методических работ, трёх изобретений. Лауреат премии Томской области в сфере науки и образования.
Мелихов С.В.: Есть ли вопросы к учёному секретарю? Нет вопросов. Вам предоставляется слово для доклада.
Уважаемые члены диссертационного совета! Любое научное исследование базируется на основной идее, которая определяет содержание работы и решаемые в ней задачи. В основе данной работы лежит идея независимости параметров реакции системы от каких-либо параметров воздействия или параметров состояния системы. Главным образом, это независимость параметров импульсного отклика нелинейной системы от амплитуды воздействия и фазовая инвариантность, то есть независимость фазочастотной характеристики от амплитудно-частотной. Свойство инвариантности присуще в той или иной мере любым динамическим системам, но в работе рассматриваются, в основном, сверхвысокочастотные радиотехнические устройства, так как исследуемые эффекты заметно проявляются на СВЧ. Актуальность работы обусловлена ужесточением требований к СВЧ устройствам, которые во многом определяют характеристики систем в целом. Идея работы позаимствована из теории автоматического управления, где критерий инвариантности к возмущающему воздействию является одним из основных при проектировании систем управления. В данном исследовании идея независимости трансформирована в сторону основы проектирования РТУ по критерию параметрической и сигнальной инвариантности, что составляет научную новизну работы.
Таким образом, целью работы является развитие теории инвариантности динамических систем и оптимизация радиотехнических устройств СВЧ диапазона по критерию инвариантности.
На защиту выносятся семь положений.
1. Сигнально-параметрическая инвариантность как новая научная проблема, заключающаяся в независимости параметров отклика нелинейной динамической системы от параметров входного воздействия.
2. Использование операторного метода дифференциально-тейлоровского преобразования при исследовании и оптимизации сильно нелинейных систем и устройств приводит к существенному упрощению математических моделей исследуемых систем в отличие от известных интегральных методов.
3. Дифференциальные преобразования нетейлоровского типа позволяют в 3-5 раз повысить точность моделирования устройств по сравнению с известными дифференциальными операторными методами.
4. Методика конструирования передаточных функций линейных систем, основанная на дифференциальных преобразованиях, позволяет получить передаточную характеристику с заданной точностью.
5. Условия относительной инвариантности перерегулирования и времени фронта импульса нелинейной системы к амплитуде входного сигнала.
Защищается новое понятие дефекта инвариантности как степени зависимости параметров отклика от амплитуды воздействия, использование вариационного принципа в определении условий инвариантности, методика определения дефекта инвариантности перерегулирования и временных параметров импульсного сигнала к амплитуде воздействия. Для РТУ в сильно нелинейном режиме существуют амплитуды входных сигналов, при которых достигается нулевой дефект инвариантности. Защищается алгоритм их поиска и оптимизации параметров нелинейной системы по критерию минимальности дефекта инвариантности. Защищается утверждение, что математическая модель нелинейной системы может быть представлена в виде декомпозиции её на параметрически инвариантную систему и дефект инвариантности, а целью проектирования является выбор параметрически инвариантной системы и уменьшение дефекта инвариантности.
6. Фазовая инвариантность линейных систем к параметрам установившихся состояний, обеспечивающих требуемый коэффициент передачи для некоторой совокупности управляющих воздействий, изменяющих режим работы, но остающихся постоянными при обработке полезного сигнала. Защищаются условия инвариантности фазового сдвига при регулировании коэффициента передачи в устройствах с переменными состояниями, алгоритм многокритериальной оптимизации устройств и использование факторной регрессии для оптимизации. Защищаются аналитические соотношения, позволяющие проводить оптимизацию характеристик фазоинвариантных устройств во временной области, а также соотношения для предельного значения минимума фазового сдвига не только в диапазоне ослаблений, но и в полосе частот в минимально-фазовых устройствах.
7. Результаты расчётов и экспериментальных исследований импульсных усилителей, новые практические схемы базовых структур электрически управляемых аттенюаторов с плавным изменением затухания и малым изменением фазового сдвига, подтверждающие эффективность и достоверность проведённых научных исследований.
В первой главе даётся обзор проблемы инвариантности. Это и классическое понимание инвариантности в теории управления, и помехоустойчивость РТУ, и чувствительность отклика системы к изменению его параметров, и какой-либо вид симметрии в математике и многое другое. Конечно, радиотехнические устройства составляют несколько другой класс систем, чем системы автоматического регулирования, и на первый взгляд инвариантность отклика к входным сигналам бессодержательна.
Это отталкивало от проблемы многих исследователей, которые совершенно не обратили внимание на то, что в РТУ гораздо важнее не абсолютная или относительная, а параметрическая инвариантность, причем не просто отклика к параметрам воздействия, а независимость некоторых параметров отклика от параметров сигнала.
Предлагается новый подход к моделированию и параметрическому синтезу устройств на основе свойства параметрической инвариантности. Независимость параметров реакций от параметров воздействий рассмотрена как основа проектирования радиотехнических устройств различного назначения.
Отдельное место в работе занимает операторный метод дифференциально-тейлоровских преобразований, с помощью которых получено большинство теоретических результатов. К достоинствам дифференциальных преобразований относятся возможности распространения операционных методов на сильно нелинейные и параметрические системы. Приведён простой пример расчёта дифференциального спектра и восстановления функции по дискретам.
С помощью дифференциального преобразования можно восстановить коэффициенты обыкновенного дифференциального уравнения по приближённым дискретным значениям его решения, а, следовательно, и параметры устройства. Алгоритм приведён на слайде и состоит из 5 шагов: перевод отклика системы в область изображений, расчет дискрет дифференциального спектра, определение области сходимости решения, его восстановление, оценка точности полученного решения. Общеизвестно, что несмотря на очевидные преимущества, широкого распространения теория дифференциальных преобразований не получила. Это объясняется трудностью численного расчёта дискрет дифференциального входит Г.С. Шарыгин спектра из-за факториалов больших чисел и значительными, часто катастрофическими погрешностями. Это особенно существенно для РТУ с высокой добротностью, математические модели которых отличаются плохой обусловленностью. В данной решены вычислительные проблемы, в частности, плохая обусловленность и шумы арифметики. Для сокращения числа членов ряда и повышения точности восстановления решения предложено воспользоваться дифференциальными преобразованиями нетейлоровского типа. Из всех исследованных базисов наилучшим оказался базис смещённых полиномов Чебышёва, который позволяет сократить исходный степенной ряд в среднем в 3-5 раз при незначительном увеличении погрешности.
Проектирование и расширение функциональных возможностей РТУ связано с трудностями обеспечения противоречивых требований по широкополосности, быстродействию, согласованию. Значительно усложняется проектирование и в случае учета нелинейности реальных элементов, влияние которых придаёт устройствам качественно новые свойства, особенно при работе в режиме большого сигнала. В связи с этим возникает необходимость разработки и совершенствования аналитических и численных методов, позволяющих исследовать нелинейные свойства систем. В отличие от теории управления, где рассматривается полная или частичная независимость отклика от возмущения, в данной работе исследуется инвариантность только одного какого-либо параметра отклика к параметру воздействия, в частности, к амплитуде. В работе утверждается, что этот вид независимости - параметрическая инвариантность имеет большее значение для проектирования именно радиотехнических устройств. Введено понятие дефекта инвариантности как количественной меры зависимости параметров отклика от амплитуды воздействия.
Приведём пример простейшей параметрически инвариантной системы в виде обыкновенного дифференциального уравнения. Очевидно, параметры линеаризованной системы не зависят от амплитуды воздействия. В нелинейной системе это уже не так, и по сравнению с неоптимизированной схемой, оптимальная обладает расширенным динамическим диапазоном за счёт областей относительной инвариантности. Доказана теорема об инвариантности перерегулирования отклика к амплитуде воздействия с использованием классических соотношений в теории инвариантности и на основе теории оптимальных процессов предложен новый алгоритм оптимизации нелинейной системы по критерию минимума дефекта инвариантности. Оригинальность идеи заключается в первоначальном поиске амплитуды воздействия, при которой дефект инвариантности максимален. Затем ищется область сильной инвариантости, где зависимость параметров отклика от параметров воздействия минимальна.
Для нелинейной динамической системы найдено условие сильной инвариантности временных параметров к амплитуде. Теорема об инвариантности доказана с помощью дифференциального преобразования. Предложен оригинальный алгоритм оптимизации нелинейной системы по критерию минимума дефекта инвариантности временных параметров. В качестве практического примера исследован СВЧ усилитель с малой зависимостью времени нарастания фронта импульса от амплитуды сигнала.
Показано, что необходимым условием относительной инвариантности является асимптотическая эквивалентность исследуемой системы и системы, представимой уравнением. Таким образом, критерий инвариантности связан с асимптотическими методами.
Четвёртая глава посвящена фазовой инвариантности линейных устройств с переменными состояниями. Цель исследования состоит в том, чтобы найти оптимальные параметры устройства, обеспечивающие неизменность сдвига фазы для управляющих воздействий, изменяющих режим работы, но остающихся постоянными при обработке полезного сигнала этим устройством. Для компенсации изменения фазового сдвига в процессе плавного регулирования амплитуды в настоящее время используют системы автофазирования. Такие системы абсолютно неработоспособны на СВЧ из-за трудностей технической реализации дискриминаторов. Причиной изменения фазового сдвига при регулировании коэффициента передачи путём изменения сопротивления диодов является влияние паразитных реактивных элементов. Они в определённой степени могут быть скомпенсированы с помощью корректирующих цепей, что позволяет реализовать максимально возможную полосу рабочих частот и затухание, где изменение фазового сдвига минимально. Получены новые, достаточно общие для любой линейной системы условия инвариантности фазового сдвига к параметрам состояния системы. Использованы как традиционные методы, так и теория дифференциальных преобразований. Доказано, что необходимым и достаточным условием инвариантности фазового сдвига к параметрам состояния является постоянное отношение абсолютных максимумов переходной или импульсной характеристики. Из примера видно, что для простейшего управляемого аттенюатора с одним параллельно включённым диодом в неоптимизированной схеме (без корректирующей индуктивности) изменение фазы значительно больше, чем в оптимизированной. Условие теоремы подтверждает расчёт во временной области: переходная характеристика оптимизированной схемы более близка к идеальному чисто резистивному аттенюатору. Доказано, что необходимым условием минимума фазового сдвига является равенство степеней полиномов числителя и знаменателя передаточной функции. Пример инвариантного аттенюатора изображён на слайде. Схема содержит управляемые элементы в последовательном и параллельном плечах, а также корректирующие ёмкости или индуктивности. Для схемы замещения рассчитаны частотные характеристики. Из рисунков видно, что максимальная величина изменения фазового сдвига в диапазоне вносимых затуханий до 21 дБ не превышает 4° в полосе частот 0,1-2,5 ГГц. В других диапазонах ослабления изменение фазового сдвига существенно меньше. В некорректированном аттенюаторе изменение фазового сдвига в той же полосе достигает 57°. Таким образом, фазовый сдвиг уменьшен за счёт коррекции почти в 14 раз. На основе преобразования Гильберта получено предельное значение минимума фазового сдвига не только в диапазоне ослаблений, но и в полосе частот в минимально-фазовых устройствах. Полученная формула позволяет оценить предельное значение минимума фазового сдвига при регулировании коэффициента передачи, поскольку реальные АЧХ отличаются от прямых.
Паразитные реактивности диодов в определённой степени могут быть скомпенсированы с помощью корректирующих цепей. Но важно не только правильно выбрать параметры корректирующих цепей, но и закон регулирования сопротивлений диодов. В практических схемах требуемый закон управления, то есть необходимый для каждого уровня ослабления ток через элементы с управляемым сопротивлением может задаваться специальной схемой регулирования. Измерялась разность фаз при вносимых ослаблениях от 1,5 до 26 дБ в полосе частот до 2 ГГц. Максимальная величина изменения фазового сдвига в предложенном устройстве в диапазоне ослаблений до 24 дБ не превышает 5° в полосе частот до 1 ГГц. В других диапазонах ослабления изменение фазового сдвига существенно меньше.
Недостатком непрерывного управления этим аттенюатором является низкая точность воспроизведения необходимого закона управления диодами, из-за чего изменение фазового сдвига получается больше потенциально достижимого, особенно при больших уровнях затухания. Цифровое управление позволяет получить необходимый закон управления с высокой точностью. Приведён аттенюатор с цифровым управлением и топология высокочастотной части схемы. Преимуществом рассмотренных схем являются характеристики, близкие к потенциально достижимым при простоте конструкции. Разработанные схемные решения обладают существенными преимуществами по сравнению с известными.
Разработанная базовая структура Т-образного аттенюатора обладает теоретически наименьшим изменением ФЧХ из всех возможных: в диапазоне ослаблений до 15,5 дБ и полосе частот до 3 ГГц достигнуто изменение фазового сдвига не более одного градуса. Это превышает все полученные ранее результаты. В аттенюаторе без коррекции (L1, L2) изменение фазового сдвига в той же полосе достигает 710. Таким образом, фазовый сдвиг уменьшен за счет коррекции почти в 70 раз.
Итак, научной новизной обладают следующие результаты работы.
1. Критерий сигнально-параметрической инвариантности, основанный на требовании обеспечения независимости реакции системы к амплитуде сигнала и параметрам состояния и обладающий преимуществами его использования для параметрического синтеза радиотехнических устройств.
2. Операторный метод дифференциального преобразования исследован с точки зрения использования в современных численных и аналитических методиках анализа и оптимизации динамических систем. Разработаны методики оптимизации параметрически инвариантных устройств с помощью дифференциального преобразования.
3. Рассмотрен класс параметрически инвариантных СВЧ устройств. Впервые предложены методы анализа и оптимизации таких устройств. Внесён вклад в развитие теории инвариантности для случая независимости параметров реакции нелинейной системы от амплитуды сигнала и фазового сдвига, инвариантного к амплитудно-частотной характеристике.
4. Разработана теория фазоинвариантных устройств с переменными состояниями. Получены условия, определяющие потенциально достижимые характеристики таких устройств. Разработаны схемотехнические решения электрически управляемых аттенюаторов с фазовым сдвигом, не зависящим от вносимого ослабления в процессе регулирования амплитуды сигнала в широкой полосе рабочих частот.
Практическая значимость заключается в том, что
1. Для линейных фазоинвариантых систем достигнуто уменьшение изменения фазового сдвига при регулировании затухания в 10–20 раз по сравнению с существующими аналогами, при этом полоса частот расширяется в 2–3 раза. Положительный эффект достигается простым схемотехническим способом и не требует сложных систем автоматического регулирования. Определены условия, связывающие полосу частот и диапазон затуханий, в которых достижима неизменность фазы при регулировании затухания. С достаточной для инженерного проектирования точностью можно выбрать подходящее схемотехническое решение.
2. Для пикосекундных усилителей и формирователей импульсов в 1,5–2 раза уменьшена зависимость времени фронта и перерегулирования от амплитуды входного сигнала. Применение принципа инвариантности позволило приблизиться к потенциально достижимым характеристикам, что недостижимо при использовании других методов или приводит к неоправданному усложнению устройств.
3. Показана возможность решения различных задач проектирования СВЧ РТУ на единой основе и с применением методики, которая проста и хорошо алгоритмизируется. На основе предложенной концепции разработаны и внедрены импульсные усилители с перерегулированием и временем фронта импульса, не зависящим от амплитуды входного сигнала до 3 В и широкополосные аттенюаторы, работающие в полосе частот от 100 МГц до 3 ГГц с фазовым сдвигом, инвариантным к вносимому ослаблению. Это позволило повысить эффективность разработанных СВЧ устройств в соответствии с предложенными в работе критериями в 1,5-2 раза.
4. Практическая значимость работы заключается также в комплексном улучшении технических характеристик вновь созданных СВЧ РТУ, например, согласованием и высокой точностью изменения управляемого параметра в широкополосных аттенюаторах с цифровым управлением.
5. В силу универсальности методов, используемых в работе, принцип инвариантности может быть использован при проектировании других устройств, не обязательно радиотехнических, к характеристикам которых предъявляются требования параметрической инвариантности. Это связано с тем, что условия инвариантности получены в наиболее общем виде.
Таким образом, предложенные новые методы и полученные результаты подтверждают достоверность теоретических положений и выводов, их практическую значимость и убедительно свидетельствуют об эффективности и общности разработанной методологии оптимизации по критерию инвариантности, охватывающей широкий класс задач проектирования систем и устройств различного назначения.
Шарыгин Г.С.: Перейдем к обсуждению доклада. Какие есть вопросы?
Татаринов В.Н. (05.12.07): Скажите, а читали ли вы книги по теме вашей диссертации? Знакомы ли вы с работами по вашей теме?
Ответ: Да.
Татаринов В.Н.: Можете ли привести примеры?
Ответ: Например, ещё в 1973 году вышла монография Окунева "Системы связи с инвариантными характеристиками помехоустойчивости", отмеченная в диссертации п. 59 в списке литературы.
Татаринов В.Н.: А читали ли вы вот эту книгу?
Татаринов демонстрирует макулатуру времён Бонча-Бруевича.
Ответ: Несомненно.
Татаринов В.Н.: Тогда вы не можете не знать, что в ней написано: «используются инвариантные во времени системы». Вы используете другую терминологию?
Ответ: Термин «инвариантные во времени системы» означает «стационарные» и используется в равной мере. Кроме того, инвариантность - многозначный термин, это и нечувствительность к возмущающему воздействию в классической теории управления, и помехоустойчивость радиотехнических систем, как в известных монографиях, и нечувствительность отклика системы к изменению его параметров, и какой-либо вид симметрии в математике и многое, многое другое. Букинистическая книга не имеет отношения к данной работе.
Татаринов В.Н.: Ещё вопрос можно?
Шарыгин Г.С.: Конечно.
Татаринов В.Н.: Если в классической теории управления имеется инвариантность, то что сделано в данной работе?
Ответ: Дело в том что, радиотехнические устройства составляют другой класс, чем системы автоматического регулирования, и инвариантность отклика к входным сигналам в радиотехнических устройствах означает только помехоустойчивость, что не является предметом диссертации. В радиотехнических устройствах важнее не классическая, а параметрическая инвариантность, причём независимость лишь некоторых параметров отклика от параметров сигнала. В работе предлагается новый подход к параметрическому синтезу устройств на основе свойства параметрической инвариантности.
Задорин А.С. (05.12.04): Представляется странным вот такой момент. В постановке задачи установлены ли ограничения на параметры? Но система может иметь какую-то сложную динамику, например, есть области притяжения фазовых координат, некоторые аттракторы, или области, к которым стремится вся динамика систем или устройств. Есть какие-то ограничения? И как говорить о параметрах, которые непрерывно меняются, инвариантность которых надо обеспечить согласно выбранной постановке задачи.
Ответ: В работе изучаются импульсные усилители в нелинейном режиме и линейные устройства с переменными состояниями. Никаких странных аттракторов в динамике этих систем нет. Сложность задачи напрямую зависит от количества выбранных параметров. Установлено, что мы можем обеспечить независимость лишь некоторых параметров отклика от параметров сигнала. В данной постановке задачи таких параметров всего два - перерегулирование и время фронта импульса.
Задорин А.С.: А фазовая инвариантность?
Ответ: Условия обеспечения независимости фазового сдвига от вносимого ослабления или коэффициента передачи следуют непосредственно из теории линейных систем. Здесь имеется только одно ограничение, которое может быть выполнимо простыми техническими средствами в реальных условиях.
Глазов Г.Н. (05.12.07): У меня два связанных вопроса. Скажите, вот у вас все время говорится, что в системах автоматического управления вот так, а в системах радиотехнических то есть устройствах совсем другая задача, но из общей постановки задачи чем отличаются радиотехнические системы и системы управления в теории:
Оживление в зале.
Ответ: В вопросе имеется провокация, сейчас станет ясно, какая.
Смех в правой половине зала.
Глазов Г.Н.: Ну я поясню, что имел в виду. Возьмём, например, какую-то радиотехническую систему. И что больше? Эта система или система автоматического регулирования?
Ответ: Радиотехнические системы могут содержать много систем автоматического управления.
Глазов Г.Н.: Но ведь мы привыкли, что это система с обратной связью, да и классическая инвариантность достигается с помощью обратных связей.
Ответ: Существуют и системы прямого регулирования. Дело в назначении системы. В теории управления решается задача компенсации возмущающего воздействия с помощью обратных связей и других мер. В данной работе речь идёт об условиях слабой зависимости одних параметров воздействия от других.
Шарыгин Г.С.: Ещё есть вопросы? Пожалуйста, проф. Колесник.
Колесник А.Г. (05.12.07): Классическая инвариантность, которая так противопоставляется в работе, проявляется только при определённых условиях, а параметрическая - при ограничениях на какие-то параметры, и как тогда понять, какие параметры будут инвариантны, а какие - нет, если эти условия не выполнены или если они выполнены, то все ли параметры инвариантны и инвариантны ли другие параметры, зачем такая инвариантность?
Ответ: Этот вопрос проще пояснить на примере. Целью проектирования является улучшение характеристик устройств. Если необходимо расширить динамический диапазон амплитуд входных сигналов для импульсного усилителя, то мы ограничены в плане реализации линеаризованных устройств, так как их динамический диапазон явно недостаточен для использования в современных системах. Но можно расширить динамический диапазон за счёт областей относительной инвариантности (плакат), когда можно работать при условиях большой амплитуды сигнала, но тем не менее, иметь слабую зависимость параметров выходного импульса от амплитуды. При этом другие параметры устройства необходимо контролировать, чтобы они не вышли за пределы, установленные техническим заданием.
Разинкин В.П. (05.12.07): Вы предложили методы инвариантности. Границы применимости этих методов как-то не очень чётко прозвучали. Есть ли они и к чему сводятся при практической реализации?
Ответ: Методы обеспечения инвариантности, предложенные в диссертации, применимы к динамическим системам с непрерывным временем, математическое описание которых может быть представлено в виде (плакат). Система уравнений может быть жесткой и решить ее в некоторых случаях не всегда возможно. Других теоретических ограничений нет. При практической реализации они существуют. Это объясняется тем, что не все условия инвариантности могут быть физически реализованы. Физическая реализуемость условий в данной работе рассматривалась только для радиотехнических устройств. Часть из них представлена на плакатах. Рассматривались ограничения по амплитуде входного сигнала и диапазону ослаблений для аттенюаторов.
Колесник А.Г. (05.12.07): А ограничения частотного, спектрального характера? Вы рассматриваете системы пикосекундной техники, то есть широкополосные системы. Спектр сигналов может быть настолько широк, что методы инвариантности работать не будут, тем более в нелинейных режимах, или это не так?
Ответ: При реализации инвариантных систем эти обстоятельства следует учитывать. Теоретических ограничений спектрального характера нет, но для быстродействующих устройств система дифференциальных уравнений неизбежно будет жёсткой, высокого порядка, и решение её не всегда будет нетривиальным. Это физические ограничения, их нельзя изменить или обойти. Они характерны и для классической, и для сигнально-параметрической инвариантности.
Денисов В.П. (05.12.07): В схемах усилителей инвариантность является следствием инерционности или нелинейности?
Ответ: Нелинейные свойства транзистора, проявляющиеся при больших амплитудах сигналов, вызывают изменение инерционности внутренних емкостей транзистора.
Денисов В.П.: Оптимизировалась ли структура системы?
Ответ: Это параметрический синтез. Для заданной структуры определяются наилучшие параметры системы.
Задорин А.С. (05.12.04): Многие проблемы решаются в цифровых системах. Может быть и эти проблемы стоило решать таким образом?
Ответ: Нужно вести разговор в рамках конкретной системы. В каких-то случаях, наверно, да. Но в мощных импульсных усилителях использование цифровых корректоров не приведёт к успеху, так как существуют известные ограничения на параметры цифровых сигналов.
Титов А.А. (05.12.04): Как моделировались нелинейности транзистора?
Ответ: Учитывалась нелинейная ёмкость затвора. Использовалось известное соотношение для зависимости ёмкости от напряжения на затворе.
Якубов В.П. (05.12.07): На плакате 24 приведены экспериментальные результаты?
Ответ: Да.
Якубов В.П.: Тогда почему кривые плавные, ведь так можно и смоделировать результаты в каком-нибудь воркбенче?
Ответ: Форма представления результатов конечно может быть другой.
Смирнов Г.В. (05.12.07): Известно, что амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики связаны между собой преобразованием Гильберта. В чём тогда новизна, если фазу можно получить из амплитудно-частотной характеристики?
Ответ: В этом вопросе сразу две задачи. Во-первых, в работе решается задача обеспечения слабой зависимости изменения фазового сдвига от амплитудно-частотной характеристики. Если перевести с помощью преобразования Гильберта фазочастотную характеристику в амплитудно-частотную, окажется, что необходимо обеспечить одинаковый наклон амплитудно-частотных характеристик во всей полосе рабочих частот и в диапазоне вносимых ослаблений. Техническая реализация этого условия - совершенно новая, что показывает сравнение характеристик предложенных устройств с известными. Вторая сторона вопроса связана с тем, что преобразование Гильберта выполняется только для минимально-фазовых систем. Для неминимально-фазовых систем инвариантность фазового сдвига также возможна. Но условия фазовой инвариантности будут другими, и их выполнить технически сложнее. В известных работах этого не сделано, а впервые предложено мною.
Шарыгин Г.С.: Есть еще вопросы? Вопросов больше нет. Садитесь пожалуйста, спасибо. Слово предоставляется учёному секретарю для обзора отзывов.
Филатов А.В.: В деле имеются отзывы официальных оппонентов, ведущей организации, заключение семинара кафедры и 15 отзывов на автореферат. Все отзывы положительные.
Отзыв ведущей организации - Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики. Подписали: профессор кафедры прикладной математики и кибернетики, д.т.н. А.В. Фионов, декан факультета автоматической электросвязи, профессор д.т.н. В.П. Шувалов, зав. кафедрой радиоприёмных устройств СибГУТИ, д.т.н., профессор А.И. Фалько, утверждён проректором по научной работе СибГУТИ, д.т.н., профессором Б.Я. Рябко. Отзыв заслушан и одобрен на заседании научного семинара факультета автоматической электросвязи СибГУТИ 27 ноября 2008 г., протокол № 15.
Замечания. 1. В диссертации желательно было бы привести больше примеров или дать рекомендации по применению полученных научных результатов для проектирования устройств других типов, например, автогенераторов, преобразователей частоты, формирователей коротких импульсов и других. 2. В работе не нашел отражение вопрос о расчете дефекта инвариантности по дискретам дифференциального спектра и его использовании для параметрической оптимизации нелинейных устройств. 3. Более подробно следовало бы дать описание разработанных программ расчета дифференциального спектра и параметрической оптимизации. 4. В автореферате следовало бы привести хотя бы один пример использования результатов исследований из пятой главы диссертации.
Шарыгин Г.С.: Вам предоставляется слово для ответа на замечания, с которыми вы не согласны.
Ответ: Замечание ведущей организации о рекомендациях по применению полученных научных результатов для проектирования устройств других типов, например, автогенераторов, преобразователей частоты и так далее не подпадает под проблематику параметрической инвариантности, если речь идет не об управляемых устройствах. Исследование перечисленных устройств не входило в цель работы и не выполнялось в диссертации. Замечание о расчете дефекта инвариантности по дискретам дифференциального спектра верно лишь частично. С помощью операторного метода дифференциального преобразования условия инвариантности были найдены для временных параметров импульсного сигнала, что затруднительно было сделать с помощью традиционных подходов. Метод позволяет получить как аналитическое, так и численно-аналитическое решение задачи без решения исходных дифференциальных уравнений.
Программы расчета дифференциального спектра были созданы в исследовательских целях и не доведены до коммерческого использования. Их главное назначение - показать работоспособность метода, который был незаслуженно забыт из-за отсутствия необходимых вычислительных средств в прошлом.
Структура программного комплекса приведена на слайде. Имеются публикации с описанием программ и ссылки на них в диссертации. Программный интерфейс - многооконный, программа позволяет рассчитать дифференциальный спектр и восстановить исходный сигнал, определить количество дискрет и разрядов, необходимых для получения результата с фиксированной погрешностью. В настоящее время вычислительных мощностей современных компьютеров вполне достаточно для решения поставленных в диссертации задач по проектированию нелинейных устройств, и становится понятно, что метод может быть включён в программы схемотехнического проектирования. С остальными замечаниями ведущей организации я согласен.
Шарыгин Г.С.: Спасибо. Пожалуйста, обзор отзывов.
Филатов А.В.: В деле имеются 15 отзывов на автореферат. Все отзывы положительные.
Отзыв из Омского государственного технического университета подписал проректор по научной работе ОмГТУ, д.т.н., профессор А.В. Косых. Замечание. К недостатку автореферата можно отнести неполноту списка литературы по пятой главе работы.
Отзыв из Курского государственного технического университета подписал д.т.н., профессор кафедры электротехники, электроники и автоматики Г.И. Передельский. Утверждён первым проректором по научной работе КурскГТУ Л.Н. Борисоглебской. Замечание. В схеме усилителя на рис. 3 используется Т-образный фильтр, в схеме аттенюатора на рис. 17 используется мостовая цепь (скрещенная электрическая цепь). Выделенные электрические цепи содержат реактивные элементы, реальные такие элементы имеют потери и имеют резистивные сопротивления. Из автореферата не ясно (по причине краткого изложения материала) при анализе схем учитывались ли потери? Обоснованы ли соответствующие ограничения?
Отзыв из Института радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины подписал
ведущий научный сотрудник одела вычислительной электродинамики, доктор физ-мат. наук, профессор А.И. Носич, утверждён учёным секретарём ИРЭ, канд. физ.-мат. наук И.Е. Почаниной. Отзыв без замечаний.
Отзыв из Университета Миколо Ромерё, Каунас подписал доцент факультета общественной безопасности, к.т.н. (05.11.08 - радиоизмерительные приборы) В.В. Ступак. Замечание. Недостаточно полно очерчен класс других, кроме радиотехнических устройств, при создании которых также целесообразно применять разработанные автором принципы и методы.
Отзыв из Института проблем управления РАН им. Трапезникова подписала ведущий научный сотрудник ИПУ РАН, д.т.н. С.А.Краснова. Замечание. Из автореферата непонятно, какую роль играет дифференциально-тейлоровское преобразование в общей постановке проблемы инвариантности нелинейных систем. В диссертации следовало бы дать более подробное описание программ оптимизации управляющих устройств на основе дифференциально-тейлоровского преобразования, поскольку в настоящее время не существует специализированных пакетов для проектирования таких устройств.
Отзыв из Астраханского государственного технического университета подписал зав. кафедрой "Информационная безопасность", д.т.н., профессор Г.А. Попов.
Замечания. 1. На стр. 22 автореферата, в качестве цели 4 главы сформулировано "обобщение многолетнего опыта автора по созданию и моделированию электрически управляемых аттенюаторов СВЧ диапазона". Считаю, что автору следовало более строго и чётко сформулировать цели данной главы, так как дальнейшее содержание посвящено решению конкретной задачи диссертационной работы. 2. На стр. 38 автореферата, в заключении, отражены только основные результаты работы. Считаю, что автору следовало ещё и охарактеризовать место работы в данной сфере, так как существуют перспективы дальнейшего развития диссертационной работы.
Отзыв из Днепропетровского национального университета подписали зав. кафедрой математического обеспечения ЭВМ, д.т.н., профессор О.Г. Байбуз, доцент, к.т.н. А.Г. Дубинский. Отзыв без замечаний.
Отзыв из Московского авиационного института (технического университета) подписал зав. кафедрой "Теоретическая радиотехника", д.т.н., профессор Ю.В. Кузнецов, утверждён деканом факультета "Радиоэлектроника летательных аппаратов", д.т.н. К.Ю. Гавриловым. Замечание. К недостатку автореферата можно отнести недостаточно чёткую формулировку предмета синтеза инвариантных радиотехнических систем. В частности, "необходимость отыскания условий, при которых достигается независимость отклика от действующего на систему внешнего возмущения" может привести к тривиальным решениям, не имеющим практического значения. Кроме этого, в автореферате не приведено сравнение разработанных программ моделирования динамических систем с известными системами численного моделирования динамических систем, в частности, системой SIMULINK, реализованной в пакете MATLAB.
Отзыв из Института автоматики и электрометрии СО РАН подписал руководитеь тематической группы к.т.н. В.Е. Зюбин, утверждён учёным секретарём Института, к.т.н. С.В. Миляевым. Замечание. Отсутствие описание программ оптимизации управляющих устройств на основе дифференциально-тейлоровского преобразования.
Отзыв из НИИ технической защиты информации подписали д.т.н., профессор В.К. Железняк, канд.физ.-мат. наук О.К. Барановский, утверждён и.о. директора института К.Б. Мажарой. Замечания. 1. Более детального исследования требует анализ оптимальности разработанных алгоритмов. 2. Более широкое использование терминов из области метрологии возможно бы исключило применение новых терминов (например, "дефект инвариантности"). 3. Недостаточно обосновано значительное преимущество полученных результатов автором по сравнению с зарубежными достижениями.
Отзыв из Инновационного физико-математического института Астраханского государственного университета подписал директор института, д.т.н., Ф.М. Булатов. Замечание. К недостатку автореферата относится то, что в нем не представлены результаты, полученные в пятой главе диссертации, а имеется только перечисление их.
Отзыв из Белорусского государственного университета, г. Минск подписал профессор кафедры физической электроники Белорусского государственного университета доктор физ.-мат. наук В.М. Борздов. Отзыв без замечаний.
Отзыв из Института информационных технологий и компьютерной инженерии Винницкого национального университета подписал директор Института, профессор, д.т.н О.Д. Азаров. Замечания. 1. В автореферате не отражены ограничения, накладываемые на параметрическую инвариантность при искажённой передаче сигналов. 2. Не обосновано использование смещённых полиномов Чебышёва в качестве базиса для дифференциальных преобразований.
Отзыв из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" подписал профессор кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ ЛЭТИ, д.т.н. А.Г. Микеров, утверждён секретарём диссертационных советов, к.э.н. Т.Л. Русяевой. Замечания. Из классической теории инвариантности известно, что полезный эффект инвариантности достигается применением принципа "двухканальности", причем параметры каждого канала должны быть весьма стабильными. В этом свете, неясно, в какой мере достигнутые автором высокие результаты, например в части постоянства фазы устройств, описанных в главе 4, зависят от неизбежного на практике ухода параметров предложенных схем. Из автореферата не видно, проведен ли автором диссертации анализ особенностей и преимуществ использования для радиотехнических устройств принципа инвариантности по сравнению с другими известными методами повышения качества систем автоматического управления, такими, как применение обратных связей, адаптивного и оптимального управления.
Шарыгин Г.С.: Ответьте на замечания, с которыми вы не согласны.
Ответ: В отзыве из Санкт-Петербургского университета "ЛЭТИ" отмечено, что полезный эффект в классической инвариантности достигается применением как минимум двух каналов передачи сигнала со стабильными параметрами. Не ясно, в какой мере достигнутые результаты зависят от неизбежного ухода параметров предложенных схем.
Действительно, основной недостаток классических инвариантных систем связан с трудностями технической реализации. Математические условия инвариантности дают предельные соотношения, к выполнению которых вплотную не позволяют подойти технические причины. В частности, инвариантность системы (рис) достигается при выполнении следующего условия, которое технически не может быть строго реализовано. Этот вопрос подробно исследован во втором разделе первой главы диссертации.
Один из способов преодоления технических трудностей состоит в ослаблении условий инвариантности. И в этом смысле у классической и сигнально-параметрической инвариантности много общего. Уход параметров устройств нарушает любые условия инвариантности. Но у сигнально-параметрической инвариантности, в отличие от традиционной, гораздо больше технических возможностей преодоления этих трудностей. Причина в том, что условия сигнально-параметрической инвариантности более слабые, и любая предложенная схема может удовлетворять сразу нескольким из них. Выполнение хотя бы одного позволяет улучшить характеристики устройства.
В диссертации был проведён анализ особенностей и преимуществ использования для радиотехнических устройств принципа инвариантности по сравнению с другими известными методами, такими, как применение обратных связей, комбинированного управления, увеличения порядка астатизма.
Менее универсальны, но более эффективны методы обеспечения инвариантности для нелинейных систем. Они позволяет не выводить строгие равенства между функциями от параметров системы, а задавать области возможного малого изменения параметров.
Недостатком такого подхода является то, что полученные условия инвариантности могут привести к тривиальным решениям, не имеющим практического значения. Это как недостаток автореферата отмечается в отзыве Московского авиационного института. На самом деле это не недостаток автореферата, а общая проблема - математические соотношения инвариантности не всегда могут быть выполнены технически. Это было замечено ещё классиками теории инвариантности 70 лет назад. Попутно заметим, что использование терминов из области метрологии, например, погрешность или неопределённость, как указано в отзыве из НИИ технической защиты информации ничем не лучше "дефекта инвариантности".
Относительно замечания из отзыва из Университета общественной безопасности о классе устройств, при создании которых также целесообразно применять разработанные методы. Объектом исследования в работе является динамическая система с непрерывным временем. Её математическое описание может быть представлено в виде системы обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений и понятно, что предложенные методы могут быть применены для проектирования устройств с таким же математическим описанием в других предметных областях. Это же касается замечания из отзыва Астраханского государственного технического университета. В отзыве Института проблем управления и Института автоматики и электрометрии отмечено отсутствие подробного описания программ оптимизации устройств на основе дифференциально-тейлоровского преобразования. То же замечание было в отзыве ведущей организации: Ответ был дан ранее
Там же имеется замечание относительно роли дифференциально-тейлоровскоого преобразования в общей постановке проблемы инвариантности нелинейных систем.
Операторный метод в данной работе ? это инструмент, с помощью которого решаются задачи обеспечения инвариантности.
В отзыве из Института информационных технологий и компьютерной инженерии отмечено, что использование смещённых полиномов Чебышёва в качестве базиса для дифференциальных преобразований не обосновано. Это не так - в диссертации этому посвящено три раздела (12-15) второй главы. Установлено, что погрешность восстановления параметров модели в полиномиальном базисе слишком велика. Поэтому проведены основательные исследования других базисов с тем, чтобы выбрать наилучший из них по критерию увеличения сходимости решения.
Исследовано, например дифференциально-экспоненциальное преобразование (рис)
И многие другие
Базис полиномов Чебышёва оказался самым наилучшим - дискреты спектра быстро убывают, что даёт возможность сократить их количество в 3-5 раз по сравнению с базисом Тейлора дифференциальное преобразование в базисе Лаггера - хороший контрпример. Видно, что скорость сходимости дискрет здесь существенно меньше, и особых преимуществ в данном случае нет.
Замечание Г.И. Передельского из Курского университета касается учёта потерь в реактивных мостовых цепях. Потери не учитывались и это вполне оправдано, так как активная часть сопротивлений управляемых элементов во много раз больше потерь в корректирующих цепях. Замечание НИИ технической защиты информации относительно оптимальности алгоритмов: Оптимизация устройств по комплексу параметров с использованием многокритериальной целевой функции не гарантирует глобального оптимума. Можно лишь косвенно оценить приближение к нему исходя из условий инвариантности фазового сдвига к параметрам состояния. Другое замечание из отзыва того же института касается преимущества результатов работы по сравнению с зарубежными достижениями. Такое сравнение проведено в диссертации, где обзор по проблеме фазовой инвариантности занимает в общей сложности 10 страниц. Выявлено, что схемные решение рассмотренных зарубежных устройств далеки от оптимальных, а характеристики фазовой стабильности могут быть улучшены в 3-5 и более раз. Остальные замечания обусловлены краткостью изложения материала в автореферате и с ними вполне можно согласиться.
Шарыгин Г.С.: Слово предоставляется официальному оппоненту, доктору технических наук, профессору Патюкову Виктору Георгиевичу.
Патюков В.Г.: Новогодние праздники способствовали внимательному изучению работы Олега Владимировича. Тема диссертационного исследования актуальна как с практической, так и с теоретической точек зрения. При решении ряда задач оптимального синтеза нелинейных устройств необходимо обеспечить независимость отдельных параметров устройств от параметров входных сигналов. В линейных измерительных управляющих устройствах требуется независимость фазочастотной характеристики от вносимого затухания. Актуальность темы определяется отсутствием полноценной теории для этих вопросов и методики разработки СВЧ устройств. В предшествующих работах по автоматическому регулированию решена задача проектирования инвариантных систем с компенсацией входного возмущения структурным способом. В радиотехнике такой подход неприменим, а свойство инвариантности характеристик не исследовалось. Несомненным достоинством работы является используемый соискателем системный подход к исследованию, доказательство теорем и примеры приложения полученных научных результатов к конкретному классу радиотехнических устройств. Соискатель предлагает новый подход к проектированию, основанный на идее сигнальной (внешней) и параметрической (внутренней) инвариантности характеристик устройств. Развит метод дифференциально-тейлоровского преобразования. Исследуется инвариантность параметров реакции нелинейной системы к амплитуде воздействия. Основная часть работы выполнена по фазовой инвариантности линейных устройств с переменными состояниями. Вклад диссертанта в исследование всех методов является существенным. Можно отметить оригинальность подхода соискателя к решению задачи оптимизации устройств в сильно нелинейном режиме работы.
В представленной работе обоснована необходимость использования принципа инвариантности характеристик для проектирования устройств пикосекундной импульсной техники. Такие устройства должны удовлетворять требованиям независимости фазочастотных характеристик от параметров состояния и стабильности формы откликов в широком диапазоне амплитуд сигналов. Автор на основе доказанных теорем об инвариантности формы и параметров сигналов формулирует способ и алгоритм оптимизации устройств. Он решает известные задачи сохранения формы сигнала на новой основе - с использованием принципа инвариантности. В работе рассмотрена оптимизация линейных устройств с регулируемыми характеристиками. На основе теоремы о фазовой инвариантности предложен новый способ оптимизации таких устройств.
В диссертационной работе критерий инвариантности рассмотрен как принцип проектирования радиотехнических устройств. В этом заключается научная новизна работы. Впервые изучена фазовая инвариантность линейных устройств и исследовано свойство независимости откликов систем от амплитуд сигналов. Новизна работы представлена также рядом теорем об инвариантности и созданием новых схемотехнических решений усилителей и управляемых аттенюаторов, защищенных 3 авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая ценность работы заключается в том, что созданы и внедрены новые усилители пикосекундных импульсных сигналов и базовые структуры управляемых аттенюаторов. Разработаны алгоритмы и компьютерные программы анализа и оптимизации рассматриваемых устройств по критерию инвариантности.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается математическими расчетами, экспериментальными исследованиями, разработкой и внедрением конкретных устройств и компьютерных программ.
Результаты диссертации могут быть использованы на многих предприятиях и в организациях министерств радиопромышленности, средств связи и институтах академии наук. Большой интерес они могут вызвать у разработчиков современных систем радиолокации, в частности, систем подповерхностной импульсной радиолокации, в экспериментальной физике и других.
Вместе с тем, диссертация не лишена недостатков.
1. Отсутствует четкая статистическая постановка задачи обеспечения параметрической инвариантности устройств. Постановка задачи требует не детерминистского, а статистического подхода, поскольку в работе речь идет не о внутренней, а о внешней инвариантности, когда параметры воздействия, как правило, неизвестны. В работе не определен класс воздействий, для них не указан вид распределения.
2. Из-за краткости изложения не обоснована необходимость создания программ схемотехнического проектирования и оптимизации для линейных устройств с регулируемыми состояниями. Не приведено описание интерфейса и структуры программ моделирования таких устройств.
3. То же замечание относится к использованию метода дифференциальных преобразований.
Несмотря на отмеченные недостатки, есть основания утверждать, что соискатель внёс значительный вклад в решение ряда важных задач проектирования СВЧ устройств. В целом диссертация является законченной научно-исследовательской работой, выполненной на актуальную тему и имеющей важное хозяйственное значение. Следует отметить весьма высокую математическую культуру диссертанта при обосновании основных положений исследования, его способность делать конструктивные выводы с использованием математических методов.
Основные результаты работы полностью опубликованы. Содержание автореферата соответствует диссертации. Выполненная диссертационная работа удовлетворяет Положению ВАК РФ, а ее автор достоин присуждения ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.04.
Шарыгин Г.С.: Спасибо. Ваш ответ на замечания оппонента.
Ответ: Первое замечание касается отсутствия статистической постановки задачи обеспечения параметрической инвариантности устройств. Из классической теории инвариантности известно, что условия инвариантности в нелинейных системах "негрубые" и должны выполняться как можно точнее. Условия инвариантности связывают параметры системы, то есть только внутренние её параметры, хотя они зависят от воздействий.
Основной недостаток классических инвариантных систем связан с трудностями технической реализации. Математические условия инвариантности дают предельные соотношения, к выполнению которых вплотную не позволяют подойти технические причины. В частности, инвариантность линейной системы (рис) достигается при выполнении следующего условия, которое технически не может быть строго реализовано.
В нелинейной системе изменение воздействия неизбежно приводит к изменению условий сигнальной инвариантности, поэтому их невозможно определить, не зная параметры воздействия. Иначе говоря, мы обязательно должны знать как можно больше о воздействии, иметь некую априорную информацию. Уменьшить неопределённость. Без предсказания нет инвариантности! Отсюда и вытекает детерминистская постановка задачи. Условия инвариантности можно получить только для определённых классов сигналов. Вообще, целесообразность подхода, когда модель объекта создаётся только для тех условий, в которых объект будет работать, а не вообще для всех возможных, представляется естественной. Тем не менее, его реализация ещё только начинает развиваться.
Вероятностный подход используется в диссертации при решении задачи оптимизации характеристик управляемых аттенюаторов, причём только в линейной постановке.
Следующее замечание касается обоснования необходимости программ схемотехнического проектирования и оптимизации для линейных устройств с регулируемыми состояниями.
Дело в том, что один и тот же уровень вносимого затухания может быть получен при разных соотношениях сопротивлений последовательного и параллельного плеч аттенюатора. Но изменение фазового сдвига будет различным. В общем случае параметры корректирующих цепей зависят от параметров управления. Следовательно, необходимо два вложенных цикла оптимизации - отдельно для управляемых элементов и для корректирующих цепей (рис). Это не реализовано ни в одном из пакетов прикладных программ схемотехнического проектирования.
С остальными замечаниями официального оппонента я согласен.
Шарыгин Г.С.: Слово предоставляется официальному оппоненту, доктору технических наук, профессору Разинкину Владимиру Павловичу.
Разинкин В.П.: Развитие современных систем радиолокации, радионавигации, подвижной радиосвязи, глобальных телекоммуникаций, цифрового телевидения и радиовещания, а также радиоизмерительных систем характеризуется интенсивным проведением теоретических и экспериментальных исследований в области разработки устройств с сигнальной и параметрической инвариантностью. Устройства такого типа позволяют обеспечить неизменность фазочастотных характеристик широкополосных СВЧ усилителей и аттенюаторов при различных значениях коэффициента передачи, заданный уровень нелинейных искажений, а также ряд других полезных эффектов. Инвариантные устройства, входящие в состав сложных радиотехнических систем, позволяют обеспечить высокое значение коэффициента полезного действия, большой динамический диапазон входных сигналов и полосу рабочих частот, близкую к предельно достижимой. Анализ известных методов проектирования радиотехнических устройств показывает, что концепция сигнальной и параметрической инвариантности практически не развита и не используется современными специалистами, что приводит к неоптимальным и неэффективным техническим решениям. Поэтому тема диссертации, посвящённая разработке теории и практике построения широкополосных высокочастотных устройств на основе принципов инвариантности, несомненно, является актуальной.
Работа изложена на 302 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, в котором представлено 11 актов внедрения на разработанные соискателем устройства и измерительные системы. Во введении показана актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна основных результатов, обосновано научное и практическое значение работы, представлены положения, выносимые на защиту. Первая глава диссертации посвящена аналитическому обзору литературы, в котором описаны принципы сигнальной инвариантности для динамических систем автоматического управления и регулирования. На основе анализа основных результатов исследований, представленных в обзоре, автор сформулировал и доказал теорему о необходимых и достаточных условиях сигнально-параметрической инвариантности. Сделан вывод о применимости принципов инвариантности для радиотехнических устройств СВЧ диапазона. Сформулированы условия сильной и слабой инвариантности, введено понятие дефекта инвариантности, что является практически критерием для выполнения синтеза инвариантных радиотехнических устройств. Сделана авторская классификация и сформулирована общая концепция построения устройств и систем с независимыми характеристиками. Во второй главе анализ линейных и нелинейных устройств предложено осуществлять на основе дифференциального преобразования Тейлора, эффективно поддерживаемого компьютерными математическими системами. При условии фиксированного количества отсчетов получена верхняя оценка погрешности численного решения для нелинейных систем. С целью повышения точности искомого численно-аналитического решения предложено вместо ряда Тейлора использовать смещенные полиномы Чебышева. Систематизированы и исследованы методы расчета спектров дифференциальных преобразований. В третьей главе приведены результаты исследования сигнально-параметрической инвариантности нелинейных устройств по отношению к амплитуде входного сигнала. Это позволило автору существенно уменьшить влияние нежелательных нелинейных эффектов и улучшить качественные характеристики выходных сигналов в различных радиотехнических устройствах. Задача нелинейного анализа впервые сведена к вариационной задаче и найдено условие инвариантности времени задержки импульса устройствах с сильной нелинейностью. На основе декомпозиционного подхода разработана оригинальная модель нелинейного устройства в виде линеаризованного уравнения и уравнения, описывающего дефект линеаризации. Для устройств со слабой нелинейностью решение сведено к оптимизационной задаче, что хорошо поддерживается компьютерными технологиями. Четвёртая глава посвящена анализу и синтезу фазостабильных широкополосных управляемых устройств СВЧ диапазона. Изменение фазовых сдвигов в управляемых аттенюаторах обусловлено влиянием межэлектродных реактивных параметров полупроводниковых диодов и полевых транзисторов. Применение корректирующих элементов и цепей позволило свести к минимуму искажения формы выходного сигнала и изменение времени его задержки. Автором разработаны два новых метода синтеза управляемых аттенюаторов: 1) метод формирования максимально-плоских АЧХ на основе использования дробно-рациональной функции; 2) параметрический синтез на основе критерия инвариантности фазового сдвига по отношению к амплитудно-частотным характеристикам. Для компенсации изменения фазового сдвига предложены новые структуры управляемых и усилительных устройств с дополнительными каналами передачи сигнала. Установлено, что полоса частот обеспечения фазостабильных характеристик на 30 % меньше, чем полоса частот, соответствующая равномерным АЧХ. Определены потенциальные ограничения для фазостабильных аттенюаторов и усилителей. Описаны конструктивные особенности инвариантных управляемых устройств, предназначенных для работы в диапазоне частот 0,01-5 ГГц. Пятая глава посвящена описанию принципиально новых инвариантных устройств и систем: 1) устройства восстановления формы сигнала, искаженного аппаратной функцией измерительного прибора; 2) системы управления с запаздыванием; 3) приемной системы для сверхширокополосного импульсного подповерхностного геолокатора.
В приложении приведено 11 актов о внедрении радиотехнических устройств и систем, разработанных на основе результатов исследований диссертанта.
К наиболее важным и значимым результатам, полученным в диссертационной работе, можно отнести следующие. Сформулированы концептуальные принципы сигнально-параметрической инвариантности для синтеза радиотехнических устройств различного назначения. Установлено, что операторные дифференциальные преобразования в базисе смещенных полиномов Чебышева позволяют существенно повысить точность численного решения для нелинейных устройств и систем. Разработаны основы теории построения и параметрического синтеза импульсных и широкополосных усилительных и управляемых устройств, в том числе нелинейных, с характеристиками, близкими к предельно достижимым. Разработан и экспериментально исследован ряд оригинальных фазостабильных аттенюаторов, усилителей пикосекундных импульсов, а также сверхширокополосный импульсный подповерхностный радиолокатор.
Обоснованность и достоверность выводов и научных положений в диссертации подтверждается тем, что проведен расчет и анализ большого количества тестовых примеров, для которых известно аналитическое решение. Приведенная в работе оценка погрешности свидетельствует о высокой эффективности разработанной теории инвариантности. Разработанное в диссертации программное обеспечение для анализа частотных и временных характеристик линейных и нелинейных устройств дает хорошее совпадение с экспериментальными данными. Кроме того, экспериментальные исследования выполнены автором с помощью современной и высокоточной измерительной аппаратуры. Полученные результаты и выводы не противоречат друг другу, вполне согласуются с данными других исследователей.
Научная новизна работы соискателя состоит, прежде всего, в том, что им впервые проведено систематизированное исследование, развитие и обобщение методов построения линейных и нелинейных радиотехнических устройств и систем с точки зрения сигнальной и параметрической инвариантности, в том числе фазоинвариантных устройств с переменными состояниями. Совокупность разработанных методов проектирования и параметрического синтеза широкополосных усилительных и управляемых устройств решает крупную научно-техническую проблему и представляет собой теоретические основы создания нового класса радиотехнических устройств, обладающих уникальными свойствами по уровню линейных и нелинейных искажений выходного сигнала и фазовой стабильности. Автором дана обобщенная формулировка критерия сигнально-параметрической инвариантности, что позволило теоретически определить необходимые и достаточные условия инвариантности параметров отклика нелинейных устройств к амплитуде входного сигнала, а также условия инвариантности частотных характеристик линейных цепей. Формулировка критерия инвариантности в обобщенной интегральной форме и введение понятия дефекта инвариантности для нелинейных устройств позволило на основе дифференциального операторного преобразования создать оригинальное компьютерное программное обеспечение, обеспечивающее эффективный анализ и оптимизацию систем, содержащих нелинейные устройства. Разработанные методы является существенным развитием теории дифференциальных операторных преобразований и имеют большое прикладное значение. В диссертации предложен ряд новых структур построения усилительных и управляемых устройств, содержащих мостовые корректирующие цепи и несколько каналов передачи сигнала, что позволило обеспечить большую полосу пропускания и малые фазовые искажения. По результатам выполненных исследований опубликовано 17 работ в рецензируемых журналах и получено три патента РФ.
Практическая значимость работы заключается в том, что радиотехнические устройства, предложенные и разработанные диссертантом в соответствии с принципами сигнально-параметрической оптимизации, нашли широкое применение на научно-производственных предприятиях и в вузах, как в учебном процессе, так и при проведении научных исследований. Комплексное решение проблемы создания и разработки эффективных усилительных и управляемых устройств с принципиально новыми свойствами позволило создать радиоизмерительные и радиолокационные системы нового поколения, что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Во всех разработках обеспечено значительное улучшение технических характеристик и массогабаритных показателей. Следует отметить возможность применения разработанной теории параметрической инвариантности в смежных технических и технологических областях.
Замечания по диссертационной работе.
1. В работе ставится общая задача оценки зависимости параметров выходного отклика нелинейной системы от параметров воздействия, а подробно решается частная задача обеспечения инвариантности параметров импульса к амплитуде. Следовало бы более чётко определить класс систем или задач, для которых применима идея параметрической инвариантности и решение которых даёт преимущества при оптимизации и технической реализации.
2. В случае неизвестных параметров воздействия инвариантность требует предсказания (прогноза) возможных значений параметров выходного отклика. В этом случае была бы более практична статистическая, а не детерминированная точка зрения на проблему инвариантности.
3. В диссертации следовало бы дать более подробное описание программ проектирования и оптимизации линейных устройств с переменными состояниями, поскольку в настоящее время не существует специализированных пакетов для проектирования устройств такого класса.
4. Требуется указание преимуществ, которые дает операторное дифференциальное преобразование в численных расчетах по решению задачи обеспечения параметрической инвариантности к амплитуде.
Вышеуказанные замечания не снижают в целом высокой оценки работы и не влияют на основные выводы и практические результаты диссертации. В целом, диссертационная работа представляет собой законченное научное исследование с крупным научным достижением в виде создания теории параметрической инвариантности радиотехнических устройств и систем. Полученные автором результаты достоверны, выводы и рекомендации обоснованы. Автореферат диссертации соответствует её содержанию. Работа удовлетворяет требованиям п.8 «Положения о порядке присуждения ученых степеней», соответствует специальности 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения, а её автор заслуживает присуждения ему учёной степени доктора технических наук.
Шарыгин Г.С.: Спасибо. Ваш ответ на замечания оппонента.
Ответ: Первое замечание касается класса систем или задач, для которых применима идея параметрической инвариантности. Условия инвариантности выведены для систем, математическое описание которых представимо обыкновенными дифференциальными уравнениями с непрерывным временем. Техническая сторона вопроса сложнее математической, поскольку не все условия инвариантности могут быть реализованы в конкретных системах. Например, 30 лет назад была издана монография Окунева «Системы связи с инвариантными характеристиками помехоустойчивости». Но этот подход так и не нашёл практического применения. Возможно, он ничего нового не дал технически. Что касается исследованных устройств, то использование идеи независимости параметров отклика от параметров воздействия может быть использовано для улучшения характеристик широкого класса устройств, таких как устройства усиления и управления параметрами импульсов, решения задач сохранения формы сигнала и других.
В нелинейной системе изменение воздействия неизбежно приводит к изменению условий сигнальной инвариантности, поэтому их невозможно определить, не зная параметры воздействия. Иначе говоря, мы обязательно должны знать как можно больше о воздействии, иметь некую априорную информацию. Уменьшить неопределённость. Без предсказания нет инвариантности! Отсюда и вытекает детерминистская постановка задачи. Условия инвариантности можно получить только для определённых классов сигналов.
Рассмотрим известную схему компенсации нелинейных искажений «со связью вперёд». Схема содержит два нелинейных звена, причём второе предназначено для компенсации искажений первого путём вычитания. Поскольку звено 2 является нелинейным, требуется ограничение его входного сигнала. Поэтому принцип инвариантности не может быть реализован при любой норме входного воздействия и возмущения. И чтобы приблизиться к условиям абсолютной инвариантности, необходимо ограничить класс входных сигналов в нелинейной системе. Это означает, что в нелинейных радиотехнических устройствах инвариантность реализуется только для определённых классов входных сигналов. Вообще, целесообразность подхода, когда модель объекта создаётся только для тех условий, в которых объект будет работать, а не вообще для всех возможных, представляется естественной. Тем не менее его реализация ещё только начинает развиваться. Последнее по списку замечание касается преимуществ операторного дифференциального преобразования в численных расчётах. Достоинства: простота перевода исходных уравнений в область изображений: линейных, нелинейных, а также с переменными параметрами; возможность получения решения в численно-аналитической и аналитической форме; возможность параметрического синтеза нелинейных устройств и устройств с переменными параметрами.
С остальными замечаниями официального оппонента я согласен.
Шарыгин Г.С.: Слово предоставляется официальному оппоненту, доктору технических наук, профессору Малютину Николаю Дмитриевичу.
Малютин Н.Д.: Сигнально-параметрически инвариантные устройства, входящие в состав сложных радиотехнических систем, позволяют обеспечить большой динамический диапазон амплитуд входных сигналов и полосу рабочих частот, близкую к предельно достижимой. В известных методах проектирования радиотехнических устройств концепция сигнальной и параметрической инвариантности не развита и не используется, что зачастую приводит к неоптимальным и неэффективным техническим решениям. Поэтому тема диссертации является несомненно актуальной.
Первая глава диссертации посвящена аналитическому обзору литературы и обоснованию принципа сигнальной и параметрической инвариантности динамических систем. Кроме того, сформулированы условия сильной и слабой инвариантности, введено понятие дефекта инвариантности, что является критерием для синтеза инвариантных радиотехнических устройств. Сделана авторская классификация и сформулирована общая концепция построения инвариантных устройств и систем. Автор использовал идею инвариантности, зародившуюся в теории автоматического регулирования, в новой области радиотехнических СВЧ устройств, что позволило достичь высоких показателей таких устройств. Выявлено основное отличие рассматриваемых радиотехнических устройств от обычных систем управления, заключающееся в приложении помехи и полезного сигнала в одной точке системы, тогда, как в классических системах эти точки, как правило, различны. Это потребовало от автора развития классической теории инвариантности, нахождения специальных критериев сигнально-параметрической инвариантности радиотехнических устройств, использования математического аппарата, базирующего на операторном методе.
Теория дифференциально-тейлоровских преобразований изложена во второй главе диссертации. Исследование метода направлено на практическое использование метода с учетом имеющихся вычислительных средств. Получены оценки погрешности численного решения нелинейных систем дифференциальных уравнений как модели радиотехнических устройств. С целью повышения точности искомого численно-аналитического решения предложен переход в базис смещенных полиномов Чебышева. Исследованы и систематизированы методы расчета дифференциальных спектров.
В третьей главе приведены результаты исследований в области сигнально-параметрической инвариантности нелинейных устройств к амплитуде входного сигнала. Это позволило автору существенно уменьшить влияние нежелательных нелинейных эффектов и улучшить качественные характеристики таких радиотехнических устройств, как импульсные усилители, в том числе работающие в режиме формирования импульса. Задача нелинейного анализа впервые сведена к вариационной задаче и найдено условие инвариантности временных параметров импульсов в сильно нелинейных устройствах.
В четвертой главе рассмотрен общий подход к проектированию широкополосных управляемых устройств СВЧ диапазона с фазовой стабильностью. Применение корректирующих элементов позволило свести к минимуму искажения фазочастотной характеристики, обусловленные влиянием реактивных параметров полупроводниковых элементов с управляемым сопротивлением. Предложены методы параметрического синтеза электрически управляемых аттенюаторов с плавным изменением затухания, новые структуры управляемых устройств с дополнительными каналами передачи сигнала и компенсационного типа. Важным теоретическим результатом является то, что впервые найдено предельное значение затухания, в котором достигается фазовая стабильность в заданной полосе рабочих частот. Описаны конструктивные особенности инвариантных управляемых устройств, предназначенных для работы в диапазоне частот 0,01–5 ГГц.
Пятая глава посвящена практическому использованию результатов предыдущих глав и посвящена описанию новых инвариантных устройств и систем, таких как устройства восстановления формы сигнала, искаженного аппаратной функцией измерительного прибора, системы управления с запаздыванием; приемника сверхширокополосного импульсного подповерхностного геолокатора.
В работе получены следующие наиболее важные значимые для теории и практики проектирования радиотехнических устройств результаты:
Сформулирован принцип сигнально-параметрической инвариантности для радиотехнических устройств различного назначения;
Разработаны основы проектирования и параметрического синтеза импульсных и широкополосных нелинейных усилительных и управляемых устройств с параметрами импульсного отклика, инвариантными к амплитуде входного сигнала;
Показано, что операторные дифференциальные преобразования в базисе смещенных полиномов Чебышева позволяют существенно повысить точность численного решения нелинейных систем дифференциальных уравнений;
Разработана теория фазоинвариантных устройств с переменными состояниями. Получены условия, определяющие потенциально достижимые характеристики таких устройств. Разработаны схемотехнические решения электрически управляемых аттенюаторов с фазовым сдвигом, не зависящим от вносимого ослабления в процессе регулирования амплитуды сигнала в широкой полосе рабочих частот;
Разработан и экспериментально исследован ряд оригинальных устройств пикосекундной импульсной техники.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается экспериментальными исследованиями, математическими расчетами, разработкой и внедрением конкретных устройств и компьютерных программ. Достоверность выводов подтверждается также тем, что в работе проведен анализ большого количества задач, для которых известно аналитическое решение. Полученные результаты и выводы согласуются с данными других авторов.
Научная новизна работы состоит в формулировке и разработке новой научной проблемы - независимости параметров отклика нелинейной системы от параметров воздействия. Соискателем впервые проведено систематизированное исследование, развитие и обобщение методов построения сигнально-параметрически инвариантных радиотехнических устройств и систем управления, в том числе фазоинвариантных устройств с переменными состояниями. Предлагается новый подход к проектированию, основанный на идее сигнальной (внешней) и параметрической (внутренней) инвариантности характеристик устройств. Метод дифференциально-тейлоровского преобразования, введенный в вычислительную практику Г.Е. Пуховым, существенно усовершенствован, что имеет большое прикладное значение. Основная часть работы выполнена по фазовой инвариантности линейных устройств с переменными состояниями. Можно отметить оригинальность подхода соискателя к решению задачи оптимизации таких устройств. Новизна работы представлена также рядом теорем об инвариантности и созданием новых схемотехнических решений усилителей и управляемых аттенюаторов, защищенных 3 авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные и разработанные радиотехнические устройства нашли широкое применение в промышленности и в вузах, как в учебном процессе, так и при проведении научных исследований. Решение проблемы создания и разработки эффективных усилительных и управляемых устройств позволило создать измерительные и радиолокационные системы нового поколения, что подтверждается соответствующими актами о внедрении. Важно то, что применение разработанной теории сигнальной и параметрической инвариантности возможно в смежных областях, например, в системах управления.
Совокупность разработанных методов проектирования устройств решает крупную научно-техническую проблему и представляет собой теоретические основы создания нового класса радиотехнических устройств, обладающих малыми искажениями сигнала, широким динамическим диапазоном и фазовой стабильностью. Вклад диссертанта в исследование всех методов является существенным.
Замечания по диссертационной работе. 1. Структура работы такова, что во всех её разделах имеется обзор, не всегда чётко отделимый от собственных исследований автора. Поэтому приходится следить за работами по списку литературы. 2. В диссертации много простых примеров, число которых можно сократить без ущерба для понимания сущности работы. 3. Ни один из существующих комплексов программ схемотехнического проектирования не вычисляет напрямую дифференциально-тейлоровский спектр сигнала и не позволяет проводить оптимизацию устройств в пространстве переменных состояния и коррекции фазы. Поэтому в диссертации следовало бы дать более подробное описание характеристик программ. 4. В работе предлагается новый подход к оптимизации устройств с регулируемыми состояниями в пространстве параметров корректирующих цепей и параметров элементов с управляемым сопротивлением, при этом не указаны условия получения глобального оптимума одновременно в этих двух множествах параметров. Данные замечания не снижают высокой в целом оценки работы и не влияют на основные выводы результаты диссертации.
В целом, диссертационная работа представляет собой крупное научное достижение, в которой создана и развивается теория сигнально-параметрической инвариантности радиотехнических устройств. Полученные автором результаты достоверны, выводы и рекомендации обоснованы. Основные результаты работы полностью опубликованы, в том числе в рецензируемых журналах из списка ВАК. Содержание автореферата соответствует диссертации. Выполненная диссертационная работа удовлетворяет требованиям пункта 8 «Положения о порядке присуждения ученых степеней» ВАК РФ, а её автор заслуживает присуждения ему ученой степени доктора технических наук по специальности 05.12.04 – Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения.
Шарыгин Г.С.: Спасибо. Ваш ответ на замечания оппонента.
Ответ: Нетрадиционная структура диссертации обусловлена спецификой двух решаемых задач - независимости параметров реакций от параметров воздействий и параметров состояний, объединённых общей идеей сигнально-параметрической инвариантности и общим методом дифференциально-тейлоровских преобразований. Поэтому обзорная часть для каждой задачи своя, что облегчает понимание каждой задачи в отдельности. Оппонент прав, что оригинальная часть не всегда чётко отделена и требует обращения к источникам.
Вопрос о соотношении сложных и простых примеров. Если исследуемый эффект может быть продемонстрирован, например, на последовательном контуре, то так и надо делать. В математике самые красивые как раз контрпримеры, которые предельно просты. Что касается объекта исследования, то это система обыкновенных дифференциальных уравнений с непрерывным временем. Это дало возможность решить все заявленные задачи - найти условия параметрической и фазовой инвариантности, причём во многих случаях сведя задачи к классическим, которые были поставлены для обыкновенных дифференциальных уравнений. Но за всё нужно платить, и нельзя не согласиться с оппонентом, что это привело к сужению класса задач, особенно по СВЧ устройствам.
Программное обеспечение для выполнения исследований было создано в исследовательских целях и основано на известных и разработанных алгоритмах, ссылки на которые имеются в диссертации. Краткое описание характеристик имеется в опубликованных статьях, и наверно его надо было сделать и в диссертации. Подход к оптимизации устройств с регулируемыми состояниями связан с вычислением многокритериальной целевой функции по комплексу параметров. В этом случае гарантировать получение глобального оптимума никак нельзя. Но можно косвенно оценить приближение к нему по найденным в работе условиям инвариантности фазы. Эти условия получены в наиболее общем виде, что упрощает инженерное решение задачи. С остальными замечаниями официального оппонента я согласен.
Шарыгин Г.С.: Переходим к обсуждению. Пожалуйста, желающие выступить.
Минута молчания в зале.
Мелихов С.В. (05.12.04): Давай, Гриша!
Глазов Г.Н. (05.12.07): Молчи, провокатор!
Смех в правой половине зала.
Мелихов С.В. (05.12.04): Я знаю Олега Владимировича, который работал на кафедре со 2 курса, за это время проявил себя с положительной стороны, является самостоятельным, инициативным исследователем, отличается достаточно большой научной смелостью. В докладе соискатель не отметил, откуда возникли эти задачи. Проблема обеспечения инвариантности систем появилась при проектировании усилителей, управляемых аттенюаторов с цепями коррекции в пространстве параметров состояния. Реактивные параметры этих устройств изменяются, а характеристики должны оставаться стабильными. Поэтому потребовалась разработка новых подходов с позиций теории инвариантности к решению этих задач. Я считаю, что работа вполне соответствует требованиям ВАК и прошу поддержать эту работу.
Шарыгин Г.С.: Еще выступления есть?
Глазов Г.Н. (05.12.07): Мне эта работа напомнила известное, помните, как у Высоцкого - "а на кладбище все спокойненько!". Смех в зале. Действительно, ведь на кладбище, где нет никакого шевеления, наблюдается полная, я бы даже сказал, абсолютная инвариантность! И очень жаль, что я так и не понял, чем системы регулирования отличаются от радиотехнических устройств в понимании той инвариантности, как на кладбище, где имеется полное отсутствие сигнала.
Шарыгин Г.С.: Еще выступления? Пожалуйста.
Якубов В.П. (05.12.07): А я придумал, что такое сделано в работе. Давайте не будем подавать на систему никакого сигнала. Вот, скажем, пришёл электрик и перерубил провод. Выключим устройство. И всё! Полная инвариантность! Дальнейшие слова тонут в общем смехе.
Ещё выступил Герман Сергеевич, высказавший положительное мнение о работе, но его уже никто не слушал.
Он же преподнёс предпоследний подарок, предложив Задорина в счётную комиссию. Тот закатил скандал на четверть часа
Он же преподнёс последний подарок, предложив утвердить протокол счётной комиссии.