Дэвид Мейн

Дэвид Куинн Мейн
Рожденный	( 1930-04-23 ) 23 апреля 1930 г. Джермистон , Гаутенг, Южная Африка
Умер	27 мая 2024 г. (27 мая 2024 г.) (94 года) Оксфорд
Альма-матер	Университет Витватерсранда , Имперский колледж Лондона
Научная карьера
Поля	Теория управления Электротехника Математическая оптимизация
Учреждения	Имперский колледж Лондона , Гарвардский университет , Калифорнийский университет в Дэвисе
Докторантура	Джон Уэсткотт
Докторанты	Питер Э. Кейнс

Дэвид Куинн Мейн , FRS , FIEEE , FREng (23 апреля 1930 г. - 27 мая 2024 г.) был британским ученым, инженером, учителем и писателем южноафриканского происхождения. Его новаторский и продолжительный вклад приходится на область разработки систем управления . Его исследовательские интересы были сосредоточены на оптимизации и проектировании на основе оптимизации, нелинейном управлении , управлении системами с ограничениями, моделирующем прогнозирующем управлении и адаптивном управлении .

Карьера

Получив степень бакалавра технических наук в Университете Витватерсранда, Дэвид Мейн начал свою карьеру в 1950 году в качестве преподавателя там (1950–54; 1957–59). В 1954 году он проработал два года инженером-электриком в британской компании Thomson-Houston , Регби, Англия. В конце 1956 г. он вернулся на свою академическую должность в Витватерсрандском университете, чтобы разработать новый курс автоматического управления и получить степень магистра (англ.) Затем он подал заявку на исследовательскую должность в Имперском колледже Лондона . Впечатленные его магистерской диссертацией, Арнольд Тастин и Джон Уэсткотт назначили его лектором.

Он читал лекции в Имперском колледже Лондона с 1959 по 1967 год, а в 1967 году получил степень доктора технических наук и доктора философии в Лондонском университете под руководством Джона Уэсткотта. Он был научным сотрудником в Гарварде (1971). В Имперском колледже он был профессором теории управления (1971–91), а также одновременно возглавлял кафедру электротехники (1984–88).

Впоследствии он был профессором кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Дэвисе с 1989 по 1996 год. В 1996 году он стал почетным профессором и старшим научным сотрудником группы исследований в области управления и энергетики факультета электротехники и электронной техники Имперского колледжа Лондона. В 2006 году он был назначен почетным профессором Бэйханского университета в Пекине . Среди его учеников был Питер Кейнс .

Вклад в науку

Считается, что исследовательская работа Мейна не только оказала длительное влияние на развитие теории управления , но и его стиль руководства вдохновил поколения новых исследователей.

Среди его многочисленных достижений, пожалуй, самым важным его вкладом была разработка строгого математического метода для анализа алгоритмов управления с прогнозированием моделей (MPC). В настоящее время он используется в десятках тысяч приложений и является основной частью передовой технологии управления сотнями производителей систем управления технологическими процессами. Основное преимущество MPC — это его способность справляться с нелинейностями и жесткими ограничениями простым и интуитивно понятным способом. Его работа лежит в основе класса алгоритмов, которые являются доказуемо правильными, эвристически объяснимыми и разрабатывают системы контроля производительности, которые отвечают практически важным целям.

Паризини и Астольфи считают, что «Мейн также ответственен за разработку первого решения проблемы сглаживания с помощью двух фильтров . Это открыло дверь для существенных разработок и признано ключевым вкладом и предшественником так называемой фильтрации частиц» . Его вкладом была его работа над проектированием, основанным на оптимизации. Он был одним из первых, кто использовал точные штрафные функции для оптимизации с использованием последовательного квадратичного программирования . Метод точного штрафа преодолевает широко известный эффект Маратоса , выявленный одним из аспирантов Мейна. Он также внес вклад в раннюю разработку алгоритмов для решения недифференцируемых и полубесконечных задач оптимизации».

Личная жизнь

Дэвид Куинн Мейн родился в Джермистоне , Южная Африка . Он завершил свое образование до уровня магистра в Университете Витватерсранда . В начале своей карьеры он женился на соотечественнице из Южной Африки Жозефине. У них было три дочери. Семья переехала в Великобританию в 1950-х годах, где Мейн продолжил свои исследования. Он умер в Оксфорде в возрасте 94 лет.

Награды и членство

• Медаль Джорджио Квацца , 2014 г.
• Премия IEEE Control Systems , 2009 г.
• Член Международной федерации автоматического управления , 2006 г.
• Почетный член Имперского колледжа Лондона , 2000 г.
• Достопочтенный. DTech Лундского университета , Швеция , 1995 г.
• Член Королевской инженерной академии, 1987 г.
• Медаль сэра Гарольда Хартли 1986 г.
• Королевского общества 1985 г. Член
• Институт инженеров по электротехнике и электронике FIEEE, научный сотрудник 1981 г.
• Иностранный член Национальной академии инженеров, Мексика, 1981 г.
• Институт инженерии и технологий , научный сотрудник 1980 г.
• Институт инженерии и технологий IET Heaviside Premium (1979 и 1984)
• исследовательского совета инженерных и физических наук EPSRC (1979–1980) Старший научный сотрудник

Избранные публикации

• Дифференциальное динамическое программирование ISBN   9780444000705 (1970)
• Д.К. Мейн и Р.В. Брокетт (редакторы), «Геометрические методы в теории систем», D. Reidel Publishing Co., (1973).
• Мейн, Дэвид Куинн (2015). «Джон Хью Уэсткотт, 3 ноября 1920 г. — 10 октября 2014 г.» . Биографические мемуары членов Королевского общества . 61 . Издательство Королевского общества: 541–554. дои : 10.1098/rsbm.2015.0017 . ISSN   0080-4606 .
• Роулингс, Джеймс Б.; Мейн, Дэвид К.; и Диль, Мориц М.; Модель прогнозирующего управления: теория, вычисления и проектирование (2-е изд.), Nob Hill Publishing, LLC, ISBN   978-0975937730 (октябрь 2017 г.)

Статьи

• Д. К. Мейн, Оптимальные нестационарные фильтры, глава 7 в «Изложении адаптивного управления», Pergamon Press, 1962.
• Д. К. Мейн, Оптимальная нестационарная оценка параметров линейной системы с гауссовскими входными данными, Журнал электроники и управления, 14 (1): 101–112, 1963.
• Д.К. Мейн, Оценка параметров, Автоматика, 3(3/4):245-256, 1966.
• Д. К. Мейн, Градиентный метод для определения оптимального управления нелинейными стохастическими системами, Труды симпозиума IFAC, Теория самоадаптивных систем управления, редактор П. Х. Хаммонд, Plenum Press, 19–27, 1965.
• Д. К. Мейн, Решение проблемы сглаживания для линейных динамических систем», Automatica, 4:73–92, 1966.
• Д.К. Мейн, Градиентный метод второго порядка для определения оптимальных траекторий нелинейных систем с дискретным временем, Международный журнал управления, 3:85-95, 1966.
• Г. Ф. Брайант и Д. К. Мейн, Принцип минимума для класса стохастических систем с дискретным временем, Автоматическое управление транзакциями IEEE, 14 (4): 401–403, 1969.
• Дж. Хандшин и Д. К. Мейн, Методы Монте-Карло для оценки условного ожидания при многоступенчатой ​​нелинейной фильтрации, Международный журнал управления, 9 (5): 547–559, 1966.
• Д. К. Мейн, Дифференциальное динамическое программирование - унифицированный подход к оптимальному управлению, в журнале «Достижения в области систем управления», редактор К. Т. Леондес, Academic Press, 10: 179–254, 1973.
• Г.Ф. Брайант и Д.К. Мейн, Принцип максимума, Международный журнал контроля, 20(6):1021-1054, 1974.
• Мейн, Дэвид К.; Михальска, Ханна (1990). «Удаленный горизонт управления нелинейными системами». Транзакции IEEE при автоматическом управлении . 35 (7): 814–824. дои : 10.1109/9.57020 .
• Мейн, Дэвид К.; Роулингс, Джеймс Б.; Рао, Кристофер В.; Скокарт, Пьер ОМ (2000). «Прогнозирующее управление моделью с ограничениями: устойчивость и оптимальность». Автоматика . 36 (6): 789–814. дои : 10.1016/S0005-1098(99)00214-9 .

Статьи по оптимизации и оптимальному управлению.

• Мейн, Д.К. и Полак, Э., Первый порядок, Алгоритмы сильных вариаций для оптимального управления, Журнал теории оптимизации и приложений, 16 (3/4): 277–301, 1975.
• Д. К. Мейн и Э. Полак, Алгоритмы возможных направлений для задач оптимизации с ограничениями равенства и неравенства, Математическое программирование, 11 (1): 67–80, 1976.
• Полак, Э. и Мейн, Д.К., Алгоритм для задач оптимизации с ограничениями функционального неравенства, Транзакции IEEE по автоматическому управлению, 21(2):184--193, 1976.
• Д.К. Мейн, «Достаточные условия, при которых управление является сильным минимумом», Журнал оптимизации и приложений, 21(3):339–352, 1977.
• Д. К. Мейн, Э. Полак и Р. Трахан, Алгоритм внешних приближений для задач автоматизированного проектирования, Журнал оптимизации и приложений, 28 (3): 231–352, 1979.
• Мейн Д.К. и Полак Э., Алгоритм точной функции штрафа для задач управления с ограничениями управления и терминального равенства. Часть 1, Журнал оптимизации и приложений, 32(2):211–246, 1980.
• Мейн, Д.К. и Полак, Э., Алгоритм точной функции штрафа для задач управления с ограничениями управления и терминального равенства. Часть 2, Журнал оптимизации и приложений, 32(3):345–363, 1980.
• Полак, Э. и Мейн, Д.К., О решении сингулярных неравенств в континууме частот, Транзакции IEEE по автоматическому управлению, 26(3):690–695, 1981.
• Полак Э. и Мейн Д.К., Проектирование контроллеров с нелинейной обратной связью, Транзакции IEEE при автоматическом управлении, 26(3):730-733, 1981.
• Мейн, Д.К., Полак, Э. и Вореадис, А., Алгоритм карты разреза для задач проектирования с допусками, Транзакции IEEE в схемах и системах, 29(1):35–46, 1982.
• Мейн, Д.К. и Полак, Э., Недифференцируемая оптимизация посредством адаптивного сглаживания, Журнал оптимизации и приложений, 43(4):601-613, 1984.
• Д. К. Мейн и Э. Полак, Суперлинейно сходящийся алгоритм для задач оптимизации с ограничениями, Исследования по математическому программированию, 16:45–61, 1982.
• Полак Э., Мейн Д.К. и Стимлер Д.М., Проектирование системы управления посредством полубесконечной оптимизации, Труды IEEE, 72(12):1777-1795, 1984.
• Э. Полак и Д.К. Мейн, Алгоритмические модели для недифференцируемой оптимизации, SIAM Journal of Control and Optimization, 23:477–491, 1985.
• Пантоха, Дж.Ф.А. де О. и Д.К. Мейн, Алгоритм последовательного квадратичного программирования для задач дискретного оптимального управления с ограничениями из неравенства управления, International Journal of Control, 53(4):823-836, 1991.
• Э. Полак, Т. Янг и Д. К. Мейн, Метод центров на основе барьерных функций для решения задач оптимального управления с непрерывным состоянием и ограничениями на управление, в «Новых тенденциях в теории систем», редакторы Г. Конте, А. М. Пердон и Б. Вайман, Биркхаузер , 591-598, 1991.

Внешние ссылки

• Биоданные у Дебретта
• Веб-сайт Control Global
• Публикации Дэвида К. Мейна (совместно с Сашей В. Раковичем и другими)
• Дэвид К. Мейн способствовал созданию программного обеспечения, в котором он участвовал алгоритмически.
• Дэвид Мейн в проекте «Математическая генеалогия»