Krotov, Vadim Fiódorovich

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 6 de enero de 2022; las comprobaciones requieren 3 ediciones .
Vadim Fiódorovich Krotov
Fecha de nacimiento 14 de febrero de 1932( 02/14/1932 )
Lugar de nacimiento Jabárovsk
Fecha de muerte 4 de marzo de 2015 (83 años)( 2015-03-04 )
Un lugar de muerte Moscú
País  URSS → Rusia 
Esfera científica mecánica , matemáticas aplicadas , control óptimo
Lugar de trabajo Instituto de Problemas Gerenciales. V.A. Trapeznikov RAS
alma mater MSTU lleva el nombre de Bauman
Titulo academico Doctor en Ingeniería (1963)
Título académico Profesor
consejero científico V. V. Dobronravov
Estudiantes V. I. Gurman , M. M. Khrustalev
Conocido como autor de condiciones suficientes de optimalidad para procesos controlados
Premios y premios Honorables Trabajadores de la Ciencia de la Federación Rusa
Sitio web Laboratorio N° 45 UIP RAS

Vadim Fedorovich Krotov ( 14 de febrero de 1932 , Khabarovsk - 4 de marzo de 2015, Moscú ) - Científico soviético y ruso. Reconocido especialista en el campo del control óptimo y sus aplicaciones. Trabajador de Honor de la Ciencia de la Federación Rusa .

Biografía

Graduado de la Universidad Técnica Estatal de Moscú. N. E. Bauman en 1956, de 1956 a 1958 trabajó como ingeniero de diseño en el Instituto Central de Investigación de Ingeniería Pesada, en 1958-1961. Estudió en la escuela de posgrado de la Universidad Técnica Estatal de Moscú. Allí comenzó a estudiar la teoría del control óptimo . Su primer trabajo científico se publicó en 1960. Se dedicó a soluciones discontinuas de problemas variacionales [1] . Al mismo tiempo, VF Krotov obtuvo condiciones suficientes para la optimización en problemas de control óptimo.

En 1961-1969. V. F. Krotov enseñó en el Instituto de Aviación de Moscú , en el Departamento de Dinámica y Control de Vuelo, que estaba dirigido por I. V. Ostoslavsky . En 1967, V. F. Krotov se convirtió en profesor.

En 1962, V. F. Krotov defendió su Ph.D. V. A. Steklov Academia de Ciencias de la URSS , en 1963 - una tesis doctoral "Algunos nuevos métodos de cálculo de variaciones y su aplicación a la dinámica de vuelo" en ciencias técnicas en MAI .

De 1968 a 1972, V. F. Krotov dirigió el Departamento de Matemáticas Superiores en el Instituto Tecnológico de Aviación de Moscú (MATI). En 1969, V. F. Krotov, junto con V. I. Gurman y V. Z. Bukreev, publicaron la monografía “New Methods of the Calculus of Variations in Flight Dynamics” [2] , dedicada a los cálculos del movimiento de aeronaves.

En ese momento, en la sede del Departamento de Matemática Superior del MATI, funcionaba un seminario científico interinstitucional sobre control óptimo, en el que participaron reconocidos expertos en este y otros campos de las matemáticas, así como matemáticos novatos que adquirieron fama en los años siguientes, realizó presentaciones. Luego los fundamentos de la teoría de problemas degenerados para inclusiones diferenciales ilimitadas y control óptimo para sistemas híbridos (discretos-continuos) (V.I. Gurman), nuevos métodos computacionales (V.F. Krotov, V.I. Gurman) [3] , condiciones suficientes para la invariancia de sistemas controlados Se obtuvieron sistemas (M. M. Khrustalev) [4] . Sobre la base de estos resultados teóricos, se llevaron a cabo una serie de importantes estudios aplicados, como la optimización de las maniobras de orientación de las naves espaciales (V. I. Gurman, A. M. Nikulin) [5] , la optimización de los despegues de helicópteros con un resultado único: una reducción en el despegue distancia en un 40-50 % (Gurman V. I., Chuklov B. T.) [6] y otros Se ha formado un equipo internacional de científicos en torno a este tema, entre los cuales hay más de 20 candidatos de ciencias que completaron disertaciones bajo la dirección de V. F. Krotov ( 7 de ellos son doctores en Ciencias).

De 1972 a 1996, V. F. Krotov fue Profesor, Jefe (1974–1982) del Departamento de Cibernética Económica en el Instituto de Economía y Estadística de Moscú (MESI). Trabajando aquí junto con economistas (incluidos los de CEMI y VNIISI ), aplicó la teoría del control óptimo a modelos no lineales del desarrollo de una economía diversificada basada en el número V.V. Bajo la dirección de VF Krotov, se escribieron una serie de monografías y manuales, se llevaron a cabo una serie de proyectos en el campo de la optimización y el modelado de simulación de procesos macroeconómicos.

Desde 1982, V. F. Krotov ha estado a cargo del Laboratorio de Métodos Matemáticos para la Investigación de Sistemas Controlados Óptimos en el Instituto V. A. Trapeznikov para Problemas de Control de la Academia Rusa de Ciencias. El laboratorio creó el Sistema de Optimización Interactiva (SIO) [7] y el Sistema de modelado y optimización de procesos ambientales y económicos - NESSY (Nature-Economy Simulation System) [8] .

En 2003, VF Krotov recibió el título de "Científico de Honor de la Federación Rusa" [9] .

Principales resultados científicos

Los principales resultados científicos de V. F. Krotov se relacionan con el cálculo de variaciones y la teoría del control óptimo , sus aplicaciones a los problemas de dinámica de vuelo, control automático y física aplicada, métodos universales de optimización computacional. En la teoría del control óptimo se conocen las condiciones suficientes de Krotov para la optimalidad [10] [11] y el método computacional iterativo de Krotov basado en ellas (también conocido como el "método global"). Obtuvo una serie de resultados importantes en la mecánica relativista de un medio elástico y la teoría de la observación de sistemas dinámicos en relación con los problemas de la mecánica cuántica.

Cálculo de variaciones y teoría del control óptimo

En una serie de obras 1960-1965. VF Krotov propuso una forma de formalizar el concepto de solución discontinua al problema del cálculo de variaciones [12] , y en el marco de este enfoque estudió los modos deslizantes discontinuos [13] [1] .

Al mismo tiempo, VF Krotov formuló condiciones suficientes para la optimización de los sistemas dinámicos controlados [14] . Sobre su base, VF Krotov y otros autores desarrollaron métodos analíticos y numéricos para la síntesis del control [15] . Estos resultados se incluyen en monografías y libros de texto de disciplinas matemáticas y técnicas [10] [11] y se leen en cursos universitarios.

Teoría y métodos para el cálculo de sistemas de control y trayectorias de aeronaves

Los resultados matemáticos de V. F. Krotov se utilizaron para estudiar muchos problemas científicos y técnicos aplicados, como la optimización de las trayectorias de los objetos en movimiento, el análisis y la síntesis de los sistemas de control de estos objetos. De los problemas de esta clase, destacamos los problemas de control óptimo de las maniobras de una aeronave en la atmósfera terrestre utilizando un cambio programático en el empuje del motor y el ángulo de ataque [16] .

Física teórica

El círculo de intereses científicos de VF Krotov también incluye los problemas de la relación entre los fundamentos de las disciplinas físicas fundamentales y su descripción matemática general mínima. Las ecuaciones de la teoría relativista de la elasticidad construidas por él tienen intrigantes analogías con las ecuaciones de la electrodinámica [17] . En una serie de artículos dedicados a la mecánica cuántica, el espectro de problemas desde sus fundamentos estadísticos, dinámicos y geométricos hasta métodos matemáticos para la síntesis del control del estado cuántico de la materia [18] [19] [20] [21] [22] se explora .

Método global en problemas de mecánica cuántica

De particular interés es la dirección aplicada de síntesis y optimización del control del estado cuántico de la materia. En la actualidad, existe un área vasta y en rápido desarrollo de nuevas tecnologías físicas basadas en el control del estado cuántico de la materia debido a la influencia de un campo electromagnético sobre ella. Entre ellas se encuentran la síntesis de nuevos materiales por medios físicos (en lugar de químicos), separación de isótopos, fotoquímica, etc. El algoritmo matemático para la síntesis de dicho control es la parte más importante del diseño de estas nanotecnologías.

De acuerdo con la opinión general de los físicos, los métodos de la teoría del control óptimo son un aparato adecuado para implementar tal síntesis. Los problemas correspondientes se describen mediante sistemas de ecuaciones diferenciales no lineales con órdenes de varios miles. Las soluciones a tales problemas se estudiaron utilizando los métodos de mejora secuencial desarrollados por V. F. Krotov [18] .

La publicación de estos métodos generó una ola de investigación por parte de los físicos en la década de 1990 [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] . En 2019 se publicó un artículo de revisión sobre estos temas. [treinta]

Obras principales

Monografías y libros de texto

Artículos en revistas científicas

Notas

  1. ↑ 1 2 Petrov, 2012 , pág. 74-76.
  2. ↑ Traducción al inglés: Krotov V, Bukreev V., Gurman V. New Variational Methods in Flight Dynamics. Traducir TTF-657 NASA, Estados Unidos. — 1971.
  3. ↑ Krotov, Gurman, 1973 , capítulo 8.
  4. ↑ Khrustalev M. M. Condiciones necesarias y suficientes para la invariancia débil // Automatización y telemecánica. - 1968. - Nº 4 .
  5. ↑ Krotov, Gurman, 1973 , capítulos 9 y 10.
  6. ↑ Chuklov B. T. Aplicación del método variacional de mejoras sucesivas en el control para optimizar la trayectoria de despegue de un helicóptero // Actas del LII . - 1972. - T. 221 . - S. 1-26 .
  7. ↑ Krotov V., Alexandrov A. y Safonov P., Métodos globales para la optimización de procesos controlados. Métodos informáticos y algoritmos, en Proc. del Interno. Conf. sobre "Problemas no diferenciales y discontinuos de optimización y control", NODPOC'91, Vladivostok, URSS, 1991.
  8. ↑ Safonov P., Nature-Economy Simulation SYstem (NESSY), en Proc.of the Intern.Conference on "Decision Support Systems in Resource Management", Texas A&M University, College Station, EE. UU., 1991.
  9. ↑ Decreto del Presidente de la Federación Rusa del 7 de julio de 2003 N 738 "Sobre la concesión de premios estatales de la Federación Rusa".
  10. ↑ 1 2 Voronov, 1986 , pág. 294-304.
  11. ↑ 1 2 Vasiliev, 1988 , p. 522-530.
  12. ↑ Petrov, 2010 , capítulo 6.
  13. ↑ Krotov V. F. Soluciones discontinuas de problemas variacionales // Izvestiya vuzov. Matemáticas. 1960, No. 5. S. 86-98; 1961, No. 2. S. 75-89.
  14. ↑ Krotov, 1996 , capítulo 4.
  15. ↑ Krotov, 1996 , capítulos 6 y 7.
  16. ↑ Krotov VF, Khrustalev MM Control óptimo del empuje del motor y del ángulo de ataque de un avión y la maniobra de ascenso-arranque en marcha. En "Teoría de la Estabilidad y el Control". - Moscú: Nauka, 1975, pp. 165-178.
  17. ↑ Krotov V.F. Elasticidad relativista // Actas de la Academia de Ciencias. Mecánica de cuerpos rígidos. - N° 6. - 1992, págs. 79-98.
  18. ↑ 1 2 Kazakov, Krotov, 1987 .
  19. ↑ Krotov V. F. Sobre los fundamentos de la mecánica cuántica. // Informes de la Academia de Ciencias de Rusia, 1997, volumen 353, número 6, 734-738.
  20. ↑ Krotov V. F. Propiedad de cuantificación de las distribuciones de probabilidad de las características de los sistemas dinámicos observados en presencia de perturbaciones aleatorias // Automatización y telemecánica, 2003, No. 1, 86-104.
  21. ↑ Krotov V. F. Sobre la optimización del control de sistemas cuánticos // Informes de la Academia de Ciencias de Rusia. 2008. V. 423, No. 3. S. 316-319.
  22. ↑ Krotov V.F. Control de sistemas cuánticos y algunas ideas de la teoría del control óptimo // Automatización y Telemecánica. 2009. Nº 3. S. 15-23.
  23. ↑ Schmidt R., Negretti A., Ankerhold J., Calarco T., Stockburger JT Control óptimo de sistemas cuánticos abiertos: efectos cooperativos de conducción y disipación // Phys. Rvdo. Letón. 107, 130404, 2011.
  24. ↑ Murphy M., Montangero S., Giovannetti V., Calarco T. Comunicación en el límite de velocidad cuántica a lo largo de una cadena de espín // arXiv:1004.3445v1. 2010.
  25. ↑ Reich D., Ndong M., Koch CP Optimización monótonamente convergente en control cuántico usando el método de Krotov // arXiv:1008.5126. 2011.
  26. ↑ Eitan R., Mundt M., Tannor DJ Control óptimo con convergencia acelerada: combinación de los métodos de Krotov y cuasi-Newton // Phys. Rvdo. A 83, 053426 (2011).
  27. ↑ Schirmer SG, De Fouquières P. Efficient Algorithms for Optimal *Control of Quantum Dynamics: The "Krotov" Method unencumbered // Convergence (2011), volumen 13, número 7.
  28. ↑ Machnes S., Sander U., Glaser SJ, de Fouquières P., Gruslys A., Schirmer S., Schulte-Herbrüggen T. Comparación, optimización y evaluación comparativa de algoritmos de control cuántico en un marco de programación unificador // Phys. Rvdo. A 84 (2011) 022305.
  29. ↑ Dykhta VA Lyapunov - Desigualdad de Krotov y condiciones suficientes en control óptimo  (enlace no disponible) // Journal of Mathematical Sciences, 2004, volumen 121, número 2, 2156-2177.
  30. ↑ O. V. Morzhin y A. N. Pechen, " Método de Krotov en problemas de control óptimo para sistemas cuánticos cerrados ", Uspekhi Matem. Ciencias. 2019. Vol. 74, núm. 5. Art. 83–144. Traducción: Morzhin OV, método Pechen AN Krotov para el control óptimo de sistemas cuánticos cerrados // Matemáticas rusas. encuestas. 2019. V. 74, n. 5. Pág. 851–908.

Enlaces

  Ir al elemento de Wikidata  sitios temáticos