CC BY
138
КАФЕДРА "СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ": СПЛАВ ТРАДИЦИЙ, ИННОВАЦИЙ И КАЧЕСТВА
(К 60-летию кафедры «Системы автоматического управления» Тульского государственного университета)
Заведующий кафедрой САУ, доктор технических наук, профессор, почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации, действительный член Академии навигации и управления движением Олег Владимирович Горячев.
«... Системный характер специальностей кафедры САУ, уровень подготовки выпускников соответствуют запросам предприятий - разработчиков систем и комплексов высокоточного оружия. Будущее кафедры связано с непрерывным совершенствованием качества подготовки инженерных кадров, освоением перспективной тематики научных исследований, сотрудничеством с ведущими
предприятиями страны...»
Академик Российской Академии наук А. Г. Шипунов.
08.04.2010 г.
Кафедра «Системы автоматического управления» (САУ) основана в 1956 году. Открытие кафедры САУ в Тульском механическом институте проходило в период становления отраслей управляемого вооружения и ознаменовало собой начало нового этапа - этапа подготовки специалистов, способных проектировать вооружение нового поколения - управляемую ракетную технику ближней тактической зоны: противотанковые и зенитные управляемые ракеты. Открытие кафедры САУ явилось ответом на
л
острую потребность промышленности в специалистах нового профиля, совмещающих глубокие знания в областях механики, электроники, тепломе-ханики, теории управления, аэродинамики и способных решать задачи анализа и синтеза сложных динамических систем, включающих элементы различной физической природы, а также обеспечивающих взаимодействие человека, бортовой и наземной аппаратуры управления. Тогда еще не было термина «комплексы высокоточного оружия».
Основателем кафедры и ее бессменным руководителем на протяжении тридцати лет являлся, доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации Борис Михайлович Подчуфаров. Он был первым, кто не только увидел и оценил важность и значимость проблемы подготовки специалистов нового профиля, но и направил свой талант ученого и энергию организатора на создание новой кафедры. В короткие сроки им был сформирован творческий коллектив кафедры, способный вести серьезные научные исследования, и создана необходимая лабораторная и учебно-методическая база. Уже в 1958 году началась подготовка по совершенно новой для нашего вуза специальности «Системы автоматического управления», а в 1964 году - подготовка по специальности «Автоматические приводы». Необходимо отметить, что объединение на одной кафедре подготовки специалистов по системам управления и автоматическим приводам является свидетельством глубокого системного подхода к решению проблем подготовки кадров для проектирования комплексов вооружения в целом.
В формировании и развитии научных направлений на начальном этапе развития кафедре была оказана помощь известными учеными ведущих вузов страны: академиком Е.П. Поповым (МВТУ им. Н.Э. Баумана, в настоящее время «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (Национальный исследовательский университет)), профессором С.В. Костиным (МАИ, в настоящее время «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)), профессором А.М. Потаповым (ЛМИ, в настоящее время "Балтийский государственный технический университет "Военмех" имени Д.Ф. Устинова" (БГТУ "Военмех" им.Д.Ф. Устинова)).
Подчуфаров Борис Михайлович
В становлении и развитии кафедры существенную роль сыграло КБП (в настоящее время АО «КБ приборостроения им. академика А.Г. Шипунова») (г. Тула). Именно специалисты КБП, выпускники известных вузов: МВТУ им. Н.Э. Баумана, МАИ в первые годы работы кафедры и составили костяк преподавателей, ведущих специальные дисциплины кафедры. Еще одна яркая грань творческого сотрудничества кафедры и КБП неразрывно связана с именем Евгения Ефимовича Шорникова, талантливого ученого и производственника, сыгравшего определяющую роль в постановке и развитии специальности «Автоматические приводы». Шорников
Сознавая приоритетность развития науч- Евгений Ефимович ных исследований для обеспечения качества подготовки инженеров по наукоемким специальностям, способных создавать новую, управляемую технику, Б.М. Подчуфаров большое внимание уделял организации и проведению научных исследований по профилю подготовки, опираясь на реальные задачи профильных предприятий и активное привлечение к научно-исследовательской работе студентов. Огромную роль в определении научного направления и формирования методологических принципов преподавания сыграли творческое сотрудничество и личная дружба Б.М. Подчуфарова с А.Г. Шипуновым - академиком РАН, начальником и генеральным конструктором КБП и В. П. Грязевым - выдающимся конструктором стрелково-пушечного вооружения, главным конструктором КБП.
В период становления кафедры (1956 - 1976 гг.), научные направления ее деятельности охватывали широкий круг вопросов: разработка теории, методов проектирования и экспериментальной отработки рулевых приводов ракет и источников их питания для различных рабочих тел; проектирование блоков систем газоснабжения стартовых комплексов ракет; разработка методов проектирования систем управления с учетом производственных допусков и погрешностей, возникающих на этапе эксплуатации изделия; разработка и создание систем управления для аэродинамических труб.
Именно в этот период установлены научные связи кафедры с ведущими академическими, научными и научно-производственными учреждениями страны: Балтийским государственным техническим университетом «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, Московским государственным техническим университетом имени Н.Э. Баумана (Национальный исследовательский университет), Московским государственным технологическим университетом «Станкин», Московским авиационным институтом (национальный исследовательский университет), Национальным исследо-
вательским Нижегородским государственным университетом имени Н.И. Лобачевского, Московским государственным университетом имени М.В. Ломоносова, Центральным научно-исследовательским институтом автоматики и гидравлики (г. Москва), Научно-исследовательским машиностроительным институтом (г. Москва), Конструкторским бюро приборостроения имени академика А.Г. Шипунова (г. Тула), Научно-производственной корпорацией «Конструкторское бюро машиностроения» (г. Коломна), ВНИИ «Сигнал» (г. Ковров), Центральным научно-исследовательским институтом машиностроения (г. Королев), филиал ГКНПЦ им. М.В. Хруничева в городе Ковров - Конструкторское бюро «Арматура» (г. Ковров), Научно-производственным объединением «Сплав» (г. Тула), Институтом машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук и др.
Ректор ТулГУ, доктор технических наук, профессор М.В. Грязев и кандидат технических наук, доцент кафедры САУ О.О. Морозов в лаборатории аэродинамических испытаний кафедры САУ (2006 г.)
С целью расширения научно-исследовательских программ в направлении развития динамической теории тепломеханических систем на кафедре САУ в 1963 году по решению Госкомитета по науке и технике при Совете Министров СССР организована Отраслевая научно-исследовательская лаборатория систем автоматического управления (ОНИЛ-8), а в 1973 году введена в строй Испытательная станция ОНИЛ-8, оснащенная самым современным для того времени оборудованием для испытания мощных газовых, пневматических, гидравлических и электрических систем. В 2004 году на базе испытательной станции был развернут лабораторный модуль кафедры САУ. Благодаря активной хоздоговорной работе, а также проведению фундаментальных и поисковых исследований
в лабораторном модуле создано и активно используется в настоящее время в научной и учебной работе уникальное лабораторно-стендовое оборудование: одно- и трехстепенные стенды, воспроизводящие угловые движения бортовой аппаратуры на траектории полета, стенды- имитаторы аэродинамических нагрузок на рулевые органы; экспериментальные стенды для исследования гидромеханических процессов в элементах гидросистем; оптический стенд с лазерными имитаторами оптической боевой обстановки; нагрузочные стенды для исследования электрических следящих приводов и силовых систем приводов наведения и стабилизации; управляемая до- и сверхзвуковая аэродинамическая труба.
О признании научных достижений кафедры свидетельствует проведение в г. Туле совместно с Академией наук пяти всесоюзных научных симпозиумов по пневматическим (газовым) приводам и системам управления, правопреемницей которых является Всероссийская научно-техническая конференция «Мехатронные системы (теория и проектирование)», которая в 2016 году проводится в г. Туле в третий раз и посвящается 60-летию кафедры САУ, 80-летнему юбилею заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора Н.В. Фалдина, 95-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, доктора технических наук, профессора Б.М. Подчуфарова.
Следуя основному принципу технического образования «обучение на основе науки», кафедра продолжает научные традиции, заложенные Б.М. Подчуфаровым. В настоящее время на кафедре проводятся научные исследования в рамках трех научных школ:
- научной школы в области теории динамических систем и процессов управления, включающей: динамические теории циклической автоматики, тепломеханических систем, динамики газовых приводов систем стабилизации и управления (основатель - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Б.М. Подчуфаров, в настоящее время научным руководителем школы является заслуженный работник высшей школы РФ, доктор технических наук, профессор-консультант кафедры САУ В.И. Чекмазов);
- научной школы по теории и методам проектирования оптимальных систем управления объектами с ограничителями (заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор, действительный член Академии навигации и управления движением, профессор-консультант кафедры Н.В. Фалдин);
- научной школы по методам анализа и синтеза приводов систем наведения и стабилизации объектов специального назначения (основатель -лауреат Государственной премии СССР, лауреат Государственной премии РФ, доктор технических наук, профессор, начальник отделения ГУП «КБ Приборостроения» Е.Е. Шорников, в настоящее время научным руко-
водителем школы является доктор технических наук, профессор, действительный член академии навигации и управления движением О.В. Горячев).
Научные исследования сотрудников кафедры САУ внесли существенный вклад в развитие теории и практики систем автоматического управления, обеспечивающих удовлетворение требований технического задания, предъявляемых к перспективным комплексам, а также позволили сократить сроки и стоимость проектирования новых изделий. В частности, разработана совокупность методов исследования релейных автоколебательных систем с нелинейными объектами управления.
2-я Всеросийская научно-техническая конференция «Мехатронные системы (теория и проектирование)» (2011 г.). Слева направо: начальник отделения АО «КБП», кандидат технических наук В. С. Фимушкин; заместитеьл управляющего директора по отраслевым
направлениям АО «КБП», кандидат технических наук А.В. Гусев; зав. Кафедрой САУ, доктор технических наук, профессор О.В. Горячев; заместитель директора ИВТС им. В.П. Грязева, доктор технических наук А.Э. Соловьев; директор ИВТС им. В.П. Грязева, доктор технических наук, профессор А.Н. Чуков; декан факультета Московского авиационного института (Национального исследовательского университета), кандидат технических наук,
профессок К. М. Тихонов
Выдающийся вклад в разработку теории оптимального управления объектами с ограничителями, новых методов анализа и синтеза нелинейных систем, развитие методов линеаризации принадлежит Н.В. Фалдину, отметившему в 2016 году свой 80-летний юбилей. Являясь выпускником Тульского механического института (1961 г.) и блестяще закончив аспи-
рантуру кафедры М-7 МВТУ им.Н.Э. Баумана (1965 г.), Н.В. Фалдин сумел синергетически объединить две известные научные школы: Тульскую школу механики и Бауманскую школу управления, сформировав свою научную школу и став ее общепризнанным лидером. Н.В. Фалдин подготовил пять докторов технических наук, более двадцати кандидатов технических наук. К славному юбилею Н.В. Фалдина и приурочена третья Всероссийская научно-техническая конференция «Мехатронные системы (теория и проектирование)».
На основе теории, разработанной Н. В. Фалдиным и его учениками, решены задачи синтеза квазиоптимального управления для ряда высокоточных технических систем, включая электрические приводы систем наведения и стабилизации инерционной нагрузки с различными типами исполнительных двигателей и механической передачей (жесткой, упругой). Предложены методики синтеза интеллектуальных алгоритмов управления с нейро- нечеткими и нечеткими регуляторами для приводов с исполнительными двигателями с нелинейными характеристиками. Разработаны методы синтеза контура управления для гидравлических приводов наведения ракетно-пушечного вооружения, пневматических и газовых рулевых приводов стабилизированных и вращающихся по крену ракет.
В настоящее время тематика научно-исследовательских хоздоговорных работ направлена на разработку и совершенствование методов анализа и синтеза систем управления высокодинамичными техническими объектами, разработку математических моделей информационно-измерительных и силовых элементов САУ и мехатронных модулей различного назначения. Дальнейшее развитие получили традиционные направления научных исследований кафедры, а именно развитие теории оптимального управления нелинейными объектами, методы дискретной линеаризации по полезному сигналу релейных автоколебательных систем управления и, что особо ценно, сформированы практические методики проектирования воздушно-динамических рулевых приводов, работающих в автоколебательном режиме и в режиме ШИМ-модуляции.
Необходимо отметить, что за последние годы на кафедре расширился спектр изучаемых силовых исполнительных элементов, перспективных с точки зрения применения в прецизионных мехатронных модулях и САУ, например, пьезоэлектрические исполнительные двигатели поворот-
Фалдин Николай Васильевич
ного и возвратно-поступательного действия, шаговые двигатели. Кроме того, получили дальнейшее развитие работы, связанные с созданием интеллектуальных алгоритмов управления мехатронными модулями, силовые системы которых имеют нелинейные характеристики, существенно зависящие от параметров окружающей среды и режима функционирования.
Целый ряд работ направлен на создание автоматизированного стендового оборудования, позволяющего исследовать характеристики меха-тронных модулей и САУ, существенно сократить объем и стоимость экспериментальных работ на этапе отработки алгоритмов управления. В процессе создания стендового оборудования особый упор был сделан на разработку микропроцессорных систем на базе отечественных высокопроизводительных контроллеров, что позволило разработать унифицированные управляющие модули микропроцессорной системы иерархической структуры и сформировать пакет прикладных программ для выполнения стандартных процедур, таких как передача данных по стандартным интерфейсам, обработка информации с датчиков различных типов, реализации нелинейных корректирующих алгоритмов, режимов индикации и т. д.
Весьма перспективным направлением проведения научных исследований является участие сотрудников кафедры в разработке высокотехнологичного медицинского оборудования, в частности прецизионных электрических приводов механорецепторов для приборов медицинской техники. Данная работа проводилась совместно с АО «НПО Сплав» (г. Тула) и МГУ (г. Москва). Основными результатами данного направления являются методики выбора шаговых исполнительных двигателей, синтеза алгоритмов управления для микропроцессорной системы управления приводами (механорецепторами) тактильного дисплея, используемыми хирургами при проведении исследования плотности тканей организма, и специализированное программное обеспечение.
Существенная часть научно-исследовательских работ выполнялась в рамках госбюджетной НИР по теме «Информация и управление в технических системах», а также в рамках грантов РФФИ «Прикладная теория релейных систем с нелинейными объектами управления», «Прикладные методы синтеза оптимальных по быстродействию замкнутых систем автоматического управления», гранта Президента РФ для молодых ученых «Синтез и оптимизация релейных автоколебательных рулевых приводов малогабаритных управляемых ракет» в 2008-2009 гг., гранта Федерального агентства по образованию РФ «Исследование чувствительности релейных систем к изменению параметров объекта управления».
В настоящее время кафедра САУ активно сотрудничает с целым рядом профильных предприятий: АО «Конструкторское бюро приборостроения имени академика А.Г. Шипунова» (г. Тула), АО «Научно-производственное объединение «Сплав» (г. Тула), ПАО «Тульский оружейный завод» (г. Тула), АО «Научно-производственная корпорация
«Конструкторское бюро машиностроения» (г. Коломна), филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» г. Ковров, «Конструкторское бюро «Арматура» (г. Ковров), ПАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (г.Красногорск), АО «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики» (г. Москва), ПАО «Научно-производственное объединение «Стрела» (г. Тула), АО «Центральное конструкторское бюро автоматики» (г. Тула), АО «Тулаточмаш» (г. Тула), ФГУП «Московское опытно-конструкторское бюро «Марс» (г. Москва). Объём хоздоговорных работ за последнее время увеличился более чем в три раза.
ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
На выставке "Вузпром ЭКСПО-2015". Слева направо: магистранты
кафедры САУД.В. Иванов, Д.М. Павлов; доцент кафедры САУ, кандидат технических наук. О. О. Морозов; инженер-программист кафедры САУ, аспирант А.Г. Ефромеев; зав. кафедрой САУ, доктор технических наук, профессор О.В. Горячев
Результаты НИР, проведенных за последние пять лет, отражены в 72 статьях, опубликованных в центральной печати; 86 статьях, опубликованных в других изданиях; 5 патентах; в 7 сборниках научных трудов, докладах на конференциях различного уровня, 6 монографиях. Результаты разработок отдельных тем включены в содержание учебных дисциплин, закрепленных за кафедрой. За отмеченный период аспирантами кафедры защищены 4 кандидатские диссертации по двум научным специальностям: 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность, промышленная безопасность и экология)» и 20.02.14.
Сотрудники кафедры (Н.В. Фалдин, В.И. Чекмазов, О.В. Горячев, Н.Н. Макаров, С.В. Феофилов) принимают активное участие в работе це-
лого ряда диссертационных советов по присуждению степеней доктора технических наук и кандидата технических наук Тульского государственного университета, АО "КБП", АО "ЦНИИАГ" (г. Москва).
В проведении научно-исследовательской работы активное участие принимают студенты кафедры. Тематика НИРС согласуется с планами НИР кафедры и связана с решением задач по актуальным научным направлениям деятельности кафедры. Результаты научно-исследовательских работ студентов ежегодно докладываются на конференциях различного уровня. Студенты кафедры САУ стали постоянными участниками Международной научно-технической конференции МАИ, проводимой на базе Оздоровительно-учебного центра МАИ в г. Алушта (Республика Крым). В течение последних пяти лет студентами кафедры сделаны 134 доклада на конференциях, опубликованы 108 статей и тезисов докладов, в соавторстве получены 3 патента. В 2015 и 2016 гг. студенты кафедры приняли участие в выставке «Вузпром-экспо-2015» и «Вузпром-экспо-2016». На конкурсах, олимпиадах и конференциях студентами получены 11 дипломов, 6 студентов награждены именными стипендиями.
В настоящее время кафедра САУ входит в состав Института высокоточных систем им. В.П. Грязева ТулГУ. На кафедре работают высококвалифицированные преподаватели, ведущие на высоком уровне учебную, методическую, научную и воспитательную работу. На кафедре 13 штатных единиц, на которых работают 11 штатных преподавателей, из них: 3 доктора технических наук, профессора, 1 кандидат технических наук, профессор, 1 доктор технических наук, доцент, 6 кандидатов технических наук, доцентов. С целью обеспечения связи обучения с актуальными проблемами проектирования и производства САУ и мехатронных систем, а, следовательно, и формирования творчески мыслящих, компетентных специалистов к проведению занятий со студентами на кафедре привлекаются высококвалифицированные специалисты, лауреаты Государственных премий, премий Правительства Российской Федерации из тульских КБ, НИИ (профильных предприятий): А.В. Гусев, заместитель управляющего директора по отраслевым направлениям, кандидат технических наук; В. С. Фимушкин, кандидат технических наук, начальник отделения; В.Е. Семашкин, кандидат технических наук, начальник отделения; А.А. Васильев, кандидат технических наук, начальник отдела - все сотрудники АО «КБП» (г. Тула). В работе государственных экзаменационных комиссий также принимают участие ведущие специалисты профильных предприятий: АО «НПО Сплав» (г. Тула): Б.В. Манчук, кандидат технических наук, советник генерального директора; Минчук С.В., кандидат технических наук, начальник отдела и сотрудники АО «КБП» (г. Тула), лауреаты премии Правительства РФ: В.В. Артющев, председатель ГАК, заместитель начальника отделения, В.И. Рабинович, кандидат технических наук - начальник отдела.
Академическая деятельность кафедры
За время, прошедшее после пятидесятилетия кафедры, существенно изменилась структура образовательной деятельности. Произошедшие изменения обусловлены рядом причин, важнейшими из которых являются переход в нашей стране на многоуровневую структуру образования, изменение перечня направлений и специальностей подготовки, утверждение новых федеральных образовательных стандартов, предусматривающих реализацию компетентностного подхода. При этом необходимо отметить, что содержательно кафедра сохранила два главных образовательных направления, связанных с подготовкой специалистов: в области систем управления (специалитет: 24.05.06 «Системы управления летательными аппаратами», 9 специализация «Системы управления летательными аппаратами»; магистратура: направление 24.04.03 «Управление движением и навигация», профиль «Системы управления движением») и подготовкой бакалавров (магистров) и в области проектирования приводов систем управления (бакалавриат: 15.02.06 «Мехатроника и робототехника», профиль «Мехатроника» и магистратура: 15.04.03 «Мехатроника и робототехника» профиль «Мехатроника»).
Однако, сформированная таким образом структура академической деятельности является избыточной, поскольку в производственном секторе высокотехнологичных отраслей, к которым, без сомнения, относятся и предприятия ОПК, реально востребованными являются выпускники спе-циалитета, имеющие хорошую фундаментальную подготовку, а также подготовку по специальным дисциплинам и умеющие на практике применять свои знания для решения задач проектирования систем управления и приводов для новых перспективных комплексов.
Переход на разветвленную многоуровневую подготовку (в настоящее время подготовка проводится по 18 утвержденным учебным планам) потребовал от сотрудников кафедры формирования значительного количества учебно-методической документации. Общее количество дисциплин, закрепленных за кафедрой, фактически увеличилось в пять раз, при этом реально количество сотрудников кафедры не увеличилось, а по количеству ставок даже несколько сократилось. Приведение учебно-методических комплексов в соответствие с требованиями новых стандартов, безусловно, потребовало от сотрудников кафедры понимания неизбежности этой работы и значительного напряжения, пик которого приходился на осень 2015 года - период прохождения университетом и соответственно кафедрами очередной аккредитационной процедуры. В настоящее время можно с уверенностью сказать, что кафедрой успешно реализован переход на многоуровневую подготовку, что подтверждается положительными отзывами аудиторов из Рособрнадзора.
В целом, за период с 2011 по 2015 гг. года кафедра САУ дважды проходила внешний (ресертификационный) аудит комиссией Органа по
сертификации систем менеджмента качества «Консерсиум» (г. Москва) (2012 и 2015 гг.) и трижды (2012, 2014, 2015 гг.)- проверку аудиторами службы менеджмента качества университета, при этом по итогам каждого аудита сотрудникам кафедры объявлялась благодарность за высокое качество работы.
Делегация УМО АРК в лаборатории кафедры САУ в 2014 г. (знакомство с учебно-методической и лабораторной базы кафедры САУ). Слева направо: кандидат технических наук, доцент - А. С. Илюхин; доктор технических наук, профессор - Н.Н. Макаров; кандидат технических наук, проректор МАИ Д. А. Козорез; кандидат экономических наук, заместитель председателя УМО АРК А.Ю. Сидоров; зав.кафедрой САУ, доктор технических.наук, профессор О.В. Горячев;кандидат технических наук, доцент, декан факультета МАИ К.М. Тихонов
В 2015 году в соответствии с планами работы Учебно-методического объединения высших учебных заведений Российской Федерации по образованию в области авиации, ракетостроения и космоса (УМО АРК) кафедру САУ посетила рабочая комиссия под руководством заместителя председателя УМО АРК А.Ю. Сидорова профессора НИУ МАИ. Комиссия ознакомилась с лабораториями кафедры и учебно-методической документацией. По итогам работы комиссии подготовлено заключение, в котором отмечены высокий уровень подготовки, реализуемый кафедрой САУ, и полное соответствие аккредитационным требованиям, предъявляемым федеральными государственными образовательными стандартами к реализуемым образовательным программам.
С целью обеспечения качества подготовки специалистов в условиях быстро изменяющихся компетентностных требований со стороны интенсивно развивающегося производства (особенно в последние годы) кафедра САУ значительное внимание уделяет развитию академических связей с ведущими вузами РФ по направлениям кафедры и в первую очередь, с МАИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва), Калужским филиалом МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Калуга).
Особенно приятно отметить, что за последнее время существенно укрепились научные связи с Московским авиационным институтом (Национальным исследовательским университетом), зародившиеся еще в период становления кафедры. Помимо традиционного участия в работе научно-технических конференций, подготовке и переподготовке кадров (повышение квалификации), в 2015 году по инициативе кафедры САУ (ТулГУ) и факультета «Робототехнические и интеллектуальные системы» (МАИ) между МАИ и ТулГУ заключено соглашение о сетевом взаимодействии, предусматривающее совместную работу сторон по организации и выполнению партнерских программ в сфере академического образования, в организации сотрудничества в области обмена специалистами профессорско-преподавательского состава и студентами, в проведении научно-исследовательских проектов и креплении культурных связей.
В рамках реализации указанного договора в мае 2015 года кафедра САУ провела открытые занятия и экскурсии для студентов МАИ трех факультетов. В рамках указанных занятий студенты МАИ прослушали обзорные лекции в лабораториях «Электроники и микропроцессорной техники», «Электрического следящего привода» и кабинете конструкций кафедры. Студенты МАИ также познакомились и с ведущими профильными предприятиями региона: АО «КБП» и АО «Щегловский вал».
Развитие исследовательской и лабораторной базы кафедры САУ
Учитывая, что современные высокотехнологичные предприятия предъявляют к выпускникам вузов высокие требования не только к знаниям пройденных дисциплин, но и к умению использовать на практике полученные знания для решения конкретных инженерных задач, кафедра САУ на протяжении всей истории большое внимание уделяла развитию лабора-торно-стендового оборудования и специализированных лабораторий. Однако в связи с отсутствием финансирования в период с 80-х годов прошлого века по 2010 год, обновления практически не было. С целью замены морально устаревшего лабораторного и контрольно-измерительного оборудования кафедра САУ обратилась к выпускникам кафедры - руководителям предприятий, а также и к профильным предприятиям с просьбой об оказании спонсорской помощи по закупке нового оборудования и проведению ремонтных работ в лабораториях кафедры. На указанную просьбу откликнулись целый ряд предприятий.
Благодаря спонсорской помощи АО "КБП" (г. Тула, руководители в разное время: А.Г. Шипунов, А.Л. Рыбас, И.В. Степаничев, Д.В. Коноплев) на кафедре был существенно обновлен парк вычислительной техники, заменены полностью контрольно-измерительные приборы в целом ряде лабораторий, закуплено мультимедийное оборудование и оборудованы дополнительно два мультимедийных класса, проведен ремонт лабораторий и учебных аудиторий, отремонтирован лабораторный модуль кафедры.
ПКФ «Автоматика» (г. Тула, директор М.Ю. Каменев - выпускник кафедры САУ) закупила высокопроизводительную вычислительную и мультимедийную технику и полностью переоборудовала учебную аудиторию в современный мультимедийный класс.
АО «Научно-производственная корпорация «Конструкторское бюро машиностроения» (г. Коломна, руководители в разное время: С.П. Непобедимый, В.М. Кашин, С.В. Питиков) оказало существенную помощь в техническом обеспечении интерактивного характера проведения занятий, визуализации результатов проведения экспериментальных исследований и выпуска технической документации.
ТЗТ (г. Тула, директор А.Н. Евсеев - выпускник кафедры САУ) спонсировал приобретение кафедрой первых беспилотных летательных аппаратов и мультикоптеров, на базе которых в последующем были развернуты экспериментальные исследования аэродинамических параметров мультикоптеров и проведена оценка их характеристик как объектов управления.
Существенную помощь в оснащении кабинета конструкций кафедры САУ уникальной специальной техникой оказали предприятия (АО "КБП", АО "КБТочмаш им. А.Э. Нудельмана", АО "НПО "КБМ").
Изменившаяся за последние годы мировая политическая обстановка как никогда остро поставила задачи импортозамещения и перехода на отечественную элементную базу. В этом направлении кафедра САУ одна из первых в университете перешла в своих разработках на отечественные высокопроизводительные микроконтроллеры, тем самым фактически стимулируя развитие данного направления и на профильных предприятиях, с которыми она связана хоздоговорными отношениями. С целью формирования учебно-лабораторной и методической базы, ориентированной на изучение микропроцессорных систем с отечественными контроллерами, кафедра САУ заключила с фирмой "ПКК "Миландр" (г. Зеленоград) договор о творческом сотрудничестве, в соответствим с которым фирма "ПКК "Миландр" поставила кафедре САУ на безвозмездной основе девять отладочных микропроцессорных комплектов для проведения лабораторных занятий со студентами по целому ряду курсов: "Микропроцессоры и микропроцессорные вычислительные системы", "Цифровая обработка сигналов".
Исключительно важную роль в развитии лабораторной и материально-технической базы кафедры САУ сыграл проект «Новые кадры ОПК-2015». Конкурс «Новые кадры ОПК-2015» проводился с целью повышения качества подготовки кадров для оборонных предприятий, а также расширения практики участия работодателей в разработке и реализации образовательных программ, формирования образовательной инфраструктуры и создания совместных проектных команд. В 2015 году в конкурсе приняли участие 74 вуза. Конкурс проходил в двух номинациях: развитие программ целевого обучения по согласованным с предприятиями ОПК модулям и инфраструктурные проекты развития выпускающих кафедр. На конкурс проектов инфраструктурного развития кафедрой САУ совместно с АО «КБП» подготовлен проект, который по результатам двух туров конкурсного отбора вошел в число победителей. Можно с гордостью отметить, что ТулГУ - единственный вуз в стране, который дважды подряд вошел в число победителей данного конкурса.
В рамках проекта на кафедре САУ, по сути, создана новая учебно-методическая и технологическая платформа проектирования современных систем автоматического управления и мехатронных модулей комплексов высокоточного оружия.
Научно-исследовательская работа студентов под руководством профессора кафедры, доктора технических наук Н.Н. Макарова
Реализация проекта позволила не просто заменить морально устаревшее оборудование на новое, а реализовать новую идеологию проектирования микропроцессорных систем управления, ориентированную на использование современных автоматизированных пакетов моделирования, лицензионного программного обеспечения, вычислительной техники, включая и высокопроизводительный сервер, мультимедийного оборудова-
ния, высокоточного оборудования для прототипирования мехатронных и микропроцессорных систем.
На практических занятиях в лаборатории микропроцессорных систем
управления (2016 г.)
В настоящее время на кафедре создан новый комплекс учебных лабораторий с общим названием «Лаборатория прототипирования мехатрон-ных систем», в состав которого входят «Модуль трехмерного прототипи-рования», «Модуль программирования и отладки мехатронных систем», развернутых на кафедре САУ, и «Модуль прототипирования электронных устройств», открытый в Инжиниринговом центре ТулГУ.
Благодаря программе софинансирования проекта «Новые кадры ОПК» со стороны АО «КБП» на базе Центра подготовки специалистов АО «КБП» созданы специализированные учебно-научные лаборатории «Оптико-электронных систем» и «Микропроцессорных и мехатронных систем». Указанные лаборатории позволят решать комплекс задач, связанных с организацией и проведением практических занятий и практик со студентами кафедр САУ и ПАК на территории КБП с применением специализированного оборудования и конкретных мехатронных и микропроцессорных модулей. Сформированная учебно-методическая база лабораторий, а также новейшие контроллер-конструкторы с высокопроизводительными отечественными микроконтроллерами позволят вести переподготовку и повышение квалификации инженерно-технических кадров КБП и, кроме того, проводить совместные научно-исследовательские работы по тематике предприятия.
На базе оборудования, закупленного в рамках проекта «Новые кадры ОПК», и благодаря спонсорской помощи АО «КБП» на кафедре САУ существенно модернизирован и обновлен целый ряд специализированных учебных лабораторий: «Лаборатория измерительных систем», «Лаборато-
рия следящего электрического привода», «Лаборатория элементов пневмоавтоматики и мехатронных систем», «Лаборатория динамического моделирования систем», «Лаборатория газового и гидравлического привода». В настоящее время можно с уверенностью сказать, что кафедра САУ оснащена лучшими образцами лабораторного оборудования мирового уровня.
В целом, необходимо отметить, что реализация запланированных программ целевого и инфраструктурного обучения позволит существенно повысить качество образовательного процесса по направлениям и специальностям подготовки кафедры САУ и сократить срок адаптации молодых специалистов на профильных предприятиях.
Существенное обновление учебно-лабораторного оборудования привело к необходимости разработки и нового методического обеспечения: обновления рабочих программ дисциплин, новых методических указаний к лабораторным работам, самостоятельной работы студентов. Все методическое обеспечение кафедры переведено на электронные носители и доступно в учебном процессе.
Обзорная лекция по тематике предприятия АО "Корпорация тактическое ракетное вооружение" (г. Москва, 2016 г.)
Кафедра САУ располагает одним из самых мощных вычислительных ресурсов в университете. В настоящее время парк самой современной компьютерной техники насчитывает более пятидесяти компьютеров, включающих и компьютеры средней производительности, и высокопроизводительные компьютеры, и серверную станцию. Вся вычислительная техника кафедры объединена локальной вычислительной сетью, что позволяет существенно повысить эффективность ее использования в учебном процессе. Обучение на кафедре проводится с применением современных автоматизированных пакетов и мультимедийных технологий.
Для реализации учебного процесса на кафедре САУ используется лицензионное программное обеспечение, необходимое для моделирования функционирования сложных объектов управления и динамических систем, решения задач проектирования систем автоматического управления, конструирования современных мехатронных модулей и микропроцессорных систем управления. В число лицензионных пакетов входят пакеты MatLab с широким набором библиотек, SolidWorks, Altium Designer, Компас-ЭБ, Keil MDK-ARM и др.
Одними из важнейших составляющих работы кафедры являются организация и проведение мероприятий, направленных на развитие и укрепление интереса студентов к будущей профессии. С этой целью на кафедре проводятся встречи с ведущими специалистами, руководителями профильных предприятий, организуются экскурсии студентов на профильные предприятия г. Тулы, Тульской области, г. Москвы и Подмосковья: АО «КБП», АО «Щегловский вал», АО «Научно-производственная корпорация «Конструкторское бюро машиностроения» (г. Коломна), ПАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (г. Красногорск), ФГУП «Московское опытно-конструкторское бюро «Марс» (г. Москва), АО «Научно-производственное объединение «Сплав» (г. Тула), ПО «Туламашзавод» (г. Тула), ПАО «Тульский оружейный завод» (г. Тула), филиал ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева» (г. Ковров), «Конструкторское бюро «Арматура» (г. Ковров), АО «Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики»( г. Ковров) а также высокотехнологичные предприятия ООО «Проктэр энд Гэмбл - Новомосковск» (г. Новомосковск), ООО «Объединенная химическая компания «Щекиноазот» (г. Щекино).
В 2015 году в соответствии с Соглашением о сетевом взаимодействии ТулГУ и МАИ при активной поддержке руководства факультета «Ро-бототехнические и интеллектуальные системы» организована и проведена выездная конструкторско-технологическая практика для группы студентов четвертого курса кафедры САУ на базе 702-й кафедры МАИ. В рамках данной практики студенты ТулГУ познакомились с перспективными научными разработками и учебно-методическими материалами кафедры по профильным дисциплинам. Большой интерес у студентов вызвали экскур-сионно-ознакомительные поездки на ведущие предприятия ОПК: АО «Корпорация тактическое ракетное вооружение», МОКБ «Марс», АО «Компания «Сухой». Необходимо отметить, что проведение выездных практик способствует не только развитию интереса студентов к выбранной специальности, но и помогает в дальнейшем осознанно сделать выбор своего трудоустройства.
Встреча руководства АО "КБП" со студентами кафедры САУ (2014 г.)
Слева направо: начальник отделения, кандидат технических наук В. С. Фимушкин; заместитель управляющего директора по управлению
персоналом В.И. Раздобурдин; Генеральный директор АО "КБП" -И.В. Степаничев; главный инженер - А.В. Морозов; зав. кафедрой САУ, доктор технических наук, профессор О.В. Горячев
Еще одно важное направление работы кафедры - это работа со школьниками, целью которой является формирование контингента абитуриентов, заинтересованных в поступлении на наукоемкие специальности кафедры.
И здесь можно выделить несколько составляющих. Прежде всего, отметим, что в 2006 году при кафедре САУ была открыта профильная математическая школа для учащихся выпускных классов. Занятия в профильной школе способствуют качественному завершению среднего образования, подготовке к поступлению в университет и адаптации к последующему обучению. В математической школе учащихся знакомят с углубленными разделами математики (вычислительной математики), развивают у них навыки программирования на языках программирования различного уровня, а также знакомят с современными автоматизированными пакетами конструирования динамических систем и математического моделирования.
В 2015 году положено начало активного сотрудничества кафедры с муниципальным бюджетным общеобразовательным учреждением МБОУ "Центр образования №1 имени Героя России Д.Е. Горшкова " г. Тулы. Сотрудники кафедры САУ (А.К. Ломакин, А.Г. Ефромеев) принимают непосредственное участие в постановке и проведении углубленных практиче-
ских и лабораторных занятий по отдельным разделам общей физики. В настоящее время занятия проводятся с учащимися 8-х - 11-х классов. Важной составляющей работы в образовательном центре является руководство кружками детского и юношеского творчества «Мехатроника и робототехника». В этой работе активное участие принимают магистранты кафедры САУ (Д.С. Иванов, Д.М. Павлов), которые в настоящее время проводят занятия по конструированию роботов со школьниками 5-х - 11-х классов.
Выпуск слушателей математической школы при кафедре САУ (2011). В первом ряду слева направо: профессора кафедры, доктор технических наук С.В. Феофилов, Н.Н. Макаров, О.В. Горячев; аспирант кафедры
САУА.И. Неклюдов
В 2016 году кафедра САУ включилась в реализацию в Тульской области перспективного проекта развития детского и юношеского творчества, предложенного Агентством стратегических инициатив при Президенте Российской Федерации, - создание детского технопарка "Кванториум". "Кванториум" в Тульской области включает в себя пять модулей - квантов, в которых проводятся тематические занятия со школьниками средних и старших классов. Кафедра САУ в инициативном порядке совместно с сотрудниками Министерства образования Тульской области участвует в организации занятий в так называемом Аэроквантуме.
Под руководством профессора кафедры САУ С.В. Феофилова команда учащихся в Аэроквантуме будет работать над собственными проектами и решать инженерные задачи по проектированию, сборке и коммерческому применению беспилотных летательных аппаратов.
Первое занятие в Аэроквантуме проводят профессор кафедры САУ С.В. Феофилов с ассистентом - магистрантом кафедры САУ
Д.С. Ивановым
Сотрудники и реподователи кафедры бережно относятся к истории. Огромную роль в сохранении традиций кафедры и памяти о Б.М. Подчуфарове играют книги ветерана кафедры М.Б. Черновой: "Ученый, учитель, гражданин. О заслуженном деятеле науки и техники РСФСР, докторе технических наук, профессоре Борисе Михайловиче Подчуфарове" (Тула, 1991 г., 116 с.) и "История становления и развития кафедры "Системы автоматического управления" 1956 - 2006 гг." (Тула 2009 г., 568 с.). В настоящее время творческим коллективом кафедры готовится к выпуску новая книга, посвященная шестидесятилетию кафедры САУ.
Кафедра выражает свою искреннюю признательность и благодарность ректорату университета, возглавляемому выпускником кафедры САУ ректором университета М.В. Грязевым, а также А.Н. Чукову директору Института высокоточных систем им. В.П. Грязева за понимание проблем подготовки специалистов по наукоемким специальностям и активную помощь в их решении.
Особые слова благодарности руководителям профильных предприятий: АО "КБП им. академика А.Г. Шипунова", АО "НПО "Сплав", АО "Научно-производственная корпорация «Конструкторское бюро машиностроения " (г. Коломна), АО "КБ точмаш им. А.Э. Нудельмана" (г. Москва) - за помощь в решении хозяйственных проблем и активную поддержку научно-технического сотрудничества. Значительную роль в развитии учебно-методической работы, постановке новых курсов играет седьмой факультет (в разное время деканы В. А. Полковников, К.М. Тихонов) и семьсот вторая
кафедра МАИ (профильная кафедре САУ) (заведующие кафедрой в разное время В.Г. Стеблецов, И.И. Огольцов, В.С. Степанов).
Накануне юбилея кафедры хочется высказать слова благодарности ветеранам кафедры, которые щедро делятся своими знаниями и опытом и с молодыми преподавателями, и со студентами: профессорам Н.В. Фалдину, В.И. Чекмазову, К.П. Чуканову, А.П. Панкову, Н.Н. Макарову, Н.С. Илюхиной, доцентам В.В. Воробьеву, А.С. Илюхину, Е.В. Морозовой. Огромная работа, по подготовке кафедры к прохождению процедуры государственной аккредитации, легла на плечи заведующих лабораториями кафедры С. А. Щепанова и Л.В. Есиповой. Конечно же, все те победы и преобразования, которые проходят на кафедре были бы не возможны без активного участия и помощи молодых и талантливых сотрудников кафедры: О.О. Морозова, А.Г. Ефромеева, А.К. Ломакина, а также студентов и магистрантов кафедры, принимавших активное участие в модернизации лабораторий и освоении нового оборудования.
Защита магистерской диссертации оценена на "отлично " (2012 г.)
Слава и гордость кафедры - ее выпускники, общее число которых превышает 8000 человек, большая часть из них успешно трудится по профилю своего образования, составляя элиту инженерного сообщества. Кафедра САУ сыграла значительную роль в кадровом обеспечении профильных предприятий, НИИ и КБ, а также в подготовке высококвалифицированных специалистов для целого ряда кафедр университета и других вузов. В качестве примера можно привести АО «КБП», где только в настоящее время трудятся свыше пятисот выпускников кафедры, которые успешно работают практически на всех уровнях предприятия, начиная от молодого специалиста - инженера конструктора и заканчивая уровнем администрации предприятия.
Среди выпускников кафедры много известных ученых, создателей лучших в мире комплексов вооружения, лауреатов Государственных премий СССР и Российской Федерации и премий Правительства Российской Федерации, отраслевых наград, руководителей предприятий, почетных жителей городов России. И этот список постоянно пополняется именами новых выпускников.
Закончить статью хочется цитатой одного из выступлений Б.М. Подчуфарова: "...Для кафедры САУ от ее организации и до сегодняшнего дня характерно непрерывное обновление учебно-воспитательного процесса на основе достижений науки, техники и передового опыта производства (мы готовим кадры для самых передовых отраслей народного хозяйства) ...".
Мы гордимся тем, что слова Бориса Михайловича как нельзя более точно отражают успехи и достижения кафедры сегодняшнего дня и ее потенциал для дальнейшего развития.
Заведующий кафедрой САУ, доктор технических наук, профессор Олег Владимирович Горячев
