Оптимальное управление

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Оптимальное управление — это задача проектирования системы, обеспечивающей для заданного объекта управления или процесса закон управления или управляющую последовательность воздействий, обеспечивающих максимум или минимум заданной совокупности критериев качества системы [1].

Задача оптимального управления включает в себя расчет оптимальной программы управления и синтез системы оптимального управления. Оптимальные программы управления, как правило, рассчитываются численными методами нахождения экстремума функционала или решения краевой задачи для системы дифференциальных уравнений[2]. Синтез систем оптимального управления с математической точки зрения представляет собой задачу нелинейного программирования в функциональных пространствах[3].

Для решения задачи определения программы оптимального управления строится математическая модель управляемого объекта или процесса, описывающая его поведение с течением времени под влиянием управляющих воздействий и собственного текущего состояния. Математическая модель для задачи оптимального управления включает в себя: формулировку цели управления, выраженную через критерий качества управления; определение дифференциальных или разностных уравнений[4], описывающих возможные способы движения объекта управления; определение ограничений на используемые ресурсы в виде уравнений или неравенств[5].

Все задачи оптимального управления можно рассматривать как задачи математического программирования и в таком виде решать их численными методами.[6][7]

При оптимальном управлении иерархическими многоуровневыми системами, например, крупными химическими производствами, металлургическими и энергетическими комплексами, применяются многоцелевые и многоуровневые иерархические системы оптимального управления. В математическую модель вводятся критерии качества управления для каждого уровня управления и для всей системы в целом, а также координация действий между уровнями управления[8][9].

Если управляемый объект или процесс является детерминированным, то для его описания используются дифференциальные уравнения. Наиболее часто используются обыкновенные дифференциальные уравнения вида <math>\dot{x}(t)=a[x(t),u(t),t]</math>. В более сложных математических моделях (для систем с распределёнными параметрами) для описания объекта используются дифференциальные уравнения в частных производных. Если управляемый объект является стохастическим, то для его описания используются стохастические дифференциальные уравнения.

Если решение поставленной задачи оптимального управления не является непрерывно зависящим от исходных данных (некорректная задача), то такая задача решается специальными численными методами[10]

Для решения задач оптимального управления с неполной исходной информацией и при наличии ошибок измерений используется метод максимального правдоподобия[11].

Система оптимального управления, способная накапливать опыт и улучшать на этой основе свою работу, называется обучающейся системой оптимального управления[12].

Реальное поведение объекта или системы всегда отличается от программного вследствие неточности в начальных условиях, неполной информации о внешних возмущениях, действующих на объект, неточности реализации программного управления и т.д. Поэтому для минимизации отклонения поведения объекта от оптимального обычно используется система автоматического регулирования.[13]

Иногда (например, при управлении сложными объектами, такими как доменная печь в металлургии или при анализе экономической информации) в исходных данных и знаниях об управляемом объекте при постановке задачи оптимального управления содержится неопределённая или нечёткая информация, которая не может быть обработана традиционными количественными методами. В таких случаях можно использовать алгоритмы оптимального управления на основе математической теории нечётких множеств (Нечёткое управление). Используемые понятия и знания преобразуются в нечёткую форму, определяются нечёткие правила вывода принимаемых решений, затем производится обратное преобразование нечётких принятых решений в физические управляющие переменные.[14][9]





Оптимальное управление детерминированными системами

Системы с обыкновенными параметрами

Наиболее широко при проектировании систем управления детерминированными объектами c обыкновенными параметрами, описываемыми обыкновенными дифференциальными уравнениями, применяются следующие методы: вариационное исчисление, принцип максимума Понтрягина и динамическое программирование Беллмана[1].

Задача оптимального управления

Сформулируем задачу оптимального управления:

  • Уравнения состояния: <math>\dot{x}(t)=a[x(t),u(t),t]</math> (1).
  • Граничные условия <math>x(t_0)=x_{0}^{*}</math>, <math>x(t_1)=x_{1}^{*}</math> (2).
  • Минимизируемый функционал: <math>\eta=\int_{t_0}^{t_1}F[x(\tau),\dot{x}(\tau),\tau]d\tau,</math>.

здесь <math>x(t)</math> — вектор состояния <math>u(t)</math> — управление, <math>t_{0}, t_{1}</math> — начальный и конечный моменты времени.

Задача оптимального управления заключается в нахождении функций состояния <math>x(t)</math> и управления <math>u(t)</math> для времени <math>({t_0}\le{t}\le{t_1})</math>, которые минимизируют функционал.

Вариационное исчисление

Рассмотрим данную задачу оптимального управления как задачу Лагранжа вариационного исчисления [15]. Для нахождения необходимых условий экстремума применим теорему Эйлера-Лагранжа [15]. Функция Лагранжа <math>\Lambda</math> имеет вид: <math>\Lambda=\int_{t_0}^{t_1}(F[x(t),\dot{x}(t),t]+\lambda_1^T(t)(\dot{x}(t)-a[x(t),u(t),t]))dt+l</math>, где <math>l=\lambda_2^T(x(t_0)-x_{0}^{*})+\lambda_3^T(x(t_1)-x_{1}^{*})</math> — граничные условия. Лагранжиан <math>L</math> имеет вид: <math>L[x(t),\dot{x}(t),u(t),\lambda(t),t]=F[x(t),\dot{x}(t),t]+\lambda_1^T(t)(\dot{x}(t)-a[x(t),u(t),t])</math>, где <math>\lambda_1</math>, <math>\lambda_2</math>, <math>\lambda_3</math> — n-мерные вектора множителей Лагранжа.

Необходимые условия экстремума, согласно этой теореме, имеют вид:

  • стационарность по u: <math>\hat{L}_{u}=0</math>, (3)
  • стационарность по x, уравнение Эйлера: <math>\hat{L}_{x}-\frac{d}{dt}\hat{L}_{\dot{x}}=0</math> (4)
  • трансверсальность по x: <math>\hat{L}_{\dot{x}}(\hat{t}_0)=\hat{l}_{x(t_0)}</math>, <math>\hat{L}_{\dot{x}}(\hat{t}_1)=-\hat{l}_{x(t_1)}</math> (5)

Необходимые условия (3-5) составляют основу для определения оптимальных траекторий. Написав эти уравнения, получаем двухточечную граничную задачу, где часть граничных условий задана в начальный момент времени, а остальная часть — в конечный момент. Методы решения подобных задач подробно разбираются в книге[16]

Принцип максимума Понтрягина

Необходимость в принципе максимума Понтрягина возникает в случае когда нигде в допустимом диапазоне управляющей переменной невозможно удовлетворить необходимому условию (3), а именно <math>\hat{L}_{u}=0</math>.

В этом случае условие (3) заменяется на условие (6):

<math>\begin{align} \min_{u \in U}L(t,x(t),\dot{x}(t),u)&=L(t,\hat{x}(t),\dot{x}(t),\hat{u}) \Longleftrightarrow\\

&\Longleftrightarrow \min_{ u \in U}\left(F(t,x(t),u)-\lambda(t)a(t,x(t),u)\right)=f(t)-\lambda(t)a(t). \end{align}</math> (6)

В этом случае согласно принципу максимума Понтрягина величина оптимального управления равна величине управления на одном из концов допустимого диапазона. Уравнения Понтрягина записываются при помощи функции Гамильтона Н, определяемой соотношением <math>H = F(t,x(t),u) - \lambda(t)a(t,x(t),u)</math>. Из уравнений следует, что функция Гамильтона H связана с функцией Лагранжа L следующим образом: <math>L=H+\lambda(t)\dot{x}(t)</math>. Подставляя L из последнего уравнения в уравнения (3-5) получаем необходимые условия, выраженные через функцию Гамильтона:

  • уравнение управления по u: <math>\hat{H}_{u}=0</math>, (7)
  • уравнение состояния: <math>\dot{x}=-\hat{H}_{\lambda}</math>, (8)
  • сопряжённое уравнение: <math>\dot{\lambda}=\hat{H}_{x}</math>, (9)
  • трансверсальность по x: <math>\lambda \hat{t}_0 =\hat{l}_{x(t_0)}</math>, <math>\lambda \hat{t}_1=-\hat{l}_{x(t_1)}</math> (10)

Необходимые условия, записанные в такой форме, называются уравнениями Понтрягина. Более подробно принцип максимума Понтрягина разобран в книге[15].

Где применяется

Принцип максимума особенно важен в системах управления с максимальным быстродействием и минимальным расходом энергии, где применяются управления релейного типа, принимающие крайние, а не промежуточные значения на допустимом интервале управления.

История

За разработку теории оптимального управления Л.С. Понтрягину и его сотрудникам В.Г. Болтянскому, Р.В. Гамкрелидзе, и Е.Ф. Мищенко в 1962 году была присуждена Ленинская премия.

Метод динамического программирования

Метод динамического программирования основан на принципе оптимальности Беллмана, который формулируется следующим образом: оптимальная стратегия управления обладает тем свойством, что каково бы ни было начальное состояние и управление в начале процесса последующие управления должны составлять оптимальную стратегию управления относительно состояния, полученного после начальной стадии процесса[17]. Более подробно метод динамического программирования изложен в книге[18]

Достаточные условия оптимальности

Достаточные условия оптимальности управляемых процессов были получены в 1962 году В. Ф. Кротовым, на их основе были построены итерационные вычислительные методы последовательного улучшения, позволяющие находить глобальный оптимум в задачах управления[19][20][21].

Оптимальное управление системами с распределёнными параметрами

В задачах оптимального управления такими объектами, как проходная нагревательная печь, теплообменный аппарат, установка для нанесения покрытия, сушильный агрегат, химический реактор, установка для разделения смесей, доменная или мартеновская печь, коксовая батарея, прокатный стан, печь индукционного нагрева и т.д. управляемый процесс описывается дифференциальными уравнениями в частных производных, интегральными уравнениями и интегро-дифференциальными уравнениями.

Теория оптимального управления в этом случае разработана лишь для отдельных видов этих уравнений: эллиптического, параболического и гиперболического типа.

В некоторых простых случаях удается получить аналог принципа максимума Понтрягина.[22][23]

Задача оптимального управления

  • Задана область определения управляемого процесса <math>0 \leqslant x \leqslant a, 0 \leqslant y \leqslant b</math>
  • Уравнения, описывающие управляемый процесс: <math>\frac{\partial^{2} Q_{i}}{\partial x \partial y}=f_i(x, y, Q, \frac{\partial Q}{\partial x}, \frac{\partial Q}{\partial y}, u);(1)</math> , где <math>Q</math> - <math>n</math> - мерный вектор, описываемый управляемый процесс, <math>\frac{\partial Q}{\partial x}</math> - <math>n</math> - мерный вектор производных вектора <math>Q</math> по координате <math>x</math>, <math>\frac{\partial Q}{\partial y}</math> - <math>n</math> - мерный вектор производных вектора <math>Q</math> по координате <math>y</math>, <math>u</math> - <math>r</math> - мерный управляющий вектор.
  • Граничные условия для управляемого процесса: <math>Q_{i}(0, y)=\phi_{i}(y); Q_{i}(x, 0)=\psi_{i}(x); i=1,..., n; (2)</math>
  • Задача оптимального управления состоит в том, чтобы найти такое управление <math>u(x, y)</math>, при котором допустимое уравнениями <math>(1), (2)</math> решение <math>Q(x, y)</math> приводит к максимуму функционала <math>J = \sum^{n}_{i=1} c_{i} Q_{i} (a,b)</math>.
Принцип максимума для систем с распределёнными параметрами

С целью формулировки принципа максимума для систем с распределёнными параметрами вводится функция Гамильтона: <math>H(N, Q, \frac{dQ}{dx}, \frac{dQ}{dy}, u) = \sum_{i=1}^{n} N_{i} f_{i} (x, y, Q, \frac{dQ}{dx}, \frac{dQ}{dy}, u)</math>, где вспомогательные функции <math>N_{1}(x, y), ..., N_{n}(x, y)</math> должны удовлетворять уравнениям <math>\frac{dN_{i}}{dxdy}=\frac{dH}{dQ_{i}}-\frac{d}{dx}\frac{dH}{dQ_{ix}}-\frac{d}{dy}\frac{dH}{dQ_{iy}}(2)</math> и граничным условиям <math>\frac{dN_{i}}{dx} = - \frac{dH}{dQ_{iy}}</math> при <math>y=b (3)</math>, <math>\frac{dN_{i}}{dy} = - \frac{dH}{dQ_{ix}}</math> при <math>x=a (4)</math>, <math>N_{i}(a,b)=-c_{i} (5)</math>.

{{{1}}}

Если система <math>(1)</math> является линейной системой вида <math>\frac{d^{2}Q_{i}}{dxdy}=\sum_{k=1}^{n}\Bigl[ m_{ik}(x,y)\frac{dQ_{k}}{dx}+p_{ik}(x,y)\frac{dQ_{k}}{dy} + q_{ik}(x,y)Q_{k} \Bigr] + f_{i}(u)</math>, то выполняется теорема

Для оптимальности управления <math>u(x,y)</math> в линейном случае необходимо и достаточно, чтобы выполнялся принцип максимума.

Доказательство этих двух теорем смотри в книге [23].

Оптимальное управление стохастическими системами

В этом случае управляемый объект или процесс описывается стохастическими дифференциальными уравнениями. В этом случае решение задачи оптимального управления осуществляется на основе уравнения Риккати[24].

Задача оптимального управления

  • Система описывается стохастическими дифференциальными уравнениями <math>dx=Axdt+Budt+dv, dy=Cxdt+de</math>, где <math>x</math> - <math>n</math> - мерный вектор состояния, <math>u</math> - <math>p</math> - мерный вектор управления, <math>y</math> - <math>v</math> - мерный вектор наблюдаемых переменных, <math>v(t), e(t)</math> - независимые винеровские процессы с нулевыми средними значениями и заданными ковариациями приращений, <math>A, B, C</math> - матрицы.
  • Необходимо найти оптимальное управление, минимизирующее математическое ожидание функции потерь <math>x^T(t_1)Q_0x(t_1)+\int_{t_0}^{t_1}[x^T(t)Q_1x(t)+u^TQ_2u(t)]dt]</math>.

Напишите отзыв о статье "Оптимальное управление"

Примечания

  1. 1 2 Самойленко В. И., Пузырев В. А., Грубрин И. В. «Техническая кибернетика», учеб. пособие, М., изд-во МАИ, 1994, 280 с. ил., ISBN 5-7035-0489-9, гл. 4 «Оптимальные системы управления динамическими объектами и процессами», с. 63-113;
  2. Моисеев, 1975, с. 114.
  3. Моисеев, 1975, с. 316.
  4. Моисеев, 1975, с. 79-89.
  5. Коршунов Ю. М. «Математические основы кибернетики», учеб. пособие для вузов, 2-е изд., перераб. и доп., М., «Энергия», 1980, 424 с., ил., ББК 32.81 6Ф0.1, гл. 5 «Структура и математическое описание задач оптимального управления», c. 202;
  6. Табак, 1975, с. 18.
  7. Моисеев, 1975, с. 304-368.
  8. Месарович М., Мако Д., Ткахара И. Теория иерархических многоуровневых систем — М., Мир, 1973. — с. 344
  9. 1 2 Моисеев, 1975, с. 465-520.
  10. Васильев Ф. П. Методы решения экстремальных задач. — М.: Наука, 1981. — С. 159.
  11. Моисеев, 1975, с. 351-368.
  12. Цыпкин Я. З. Основы теории обучающихся систем. — М.: Наука, 1970. — С. 252.
  13. А.Г. Александров, Оптимальные и адаптивные системы, М., Вышая школа, 1989, 263 с., ISBN 5-06-000037-0
  14. Методы робастного, нейро-нечёткого и адаптивного управления: Учебник / Под ред. Н.Д. Егупова, изд. 2-ое, стер., М., Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002, 744 с ил., ISBN 5-7038-2030-8, тир. 2000 экз, ч. 2 "Нечёткое управление"
  15. 1 2 3 Э. М. Галеев, В. М. Тихомиров «Оптимизация: теория, примеры, задачи», М., «Эдиториал УРСС», 2000, 320 с., ISBN 5-8360-0041-7, гл. 3 «Вариационное исчисление», п. 6 «Задача Лагранжа», с. 173—181;
  16. «Численные методы в теории оптимальных систем», Моисеев Н. Н., «Наука», 1971, 424 стр. с илл., гл. 2 «Численные методы расчета оптимальных программ, использующие необходимые условия экстремума», с 80 — 155;
  17. Беллманн Р. «Динамическое программирование», ИЛ, М., 1960;
  18. «Численные методы в теории оптимальных систем», Моисеев Н. Н., «Наука», 1971, 424 стр. с илл., гл. 3 «Прямые методы теории оптимального управления», с 156—265;
  19. Воронов А. А. Теория автоматического управления. Т. 1. - М.: Высшая школа, 1986, стр. 294-304.
  20. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач. - М.: Наука, 1988, стр. 522-530.
  21. Кротов В. Ф. Методы решения вариационных задач на основе достаточных условий абсолютного минимума. I-IV // Автоматика и телемеханика, 1962, т. 23, № 12, стр. 1571-1583; 1963, т. 24, № 5, стр. 581-598; 1963, т. 24, № 7, стр. 826-843; 1965, т. 26, № 1, стр. 24-41.
  22. Ж.-Л. Лионс Оптимальное управление системами, описываемыми уравнениями с частными производными, М., Мир, 1972, 412 c.
  23. 1 2 Бутковский А.Г. Теория оптимального управления системами с распределенными параметрами, М., Наука, 1965
  24. К.Ю. Острем Введение в стохастическую теорию управления, М., Мир, 1973

Литература

  • Растригин Л. А. Современные принципы управления сложными объектами. - М.: Сов. радио, 1980. - 232 с., ББК 32.815, тир. 12000 экз.
  • Алексеев В. М., Тихомиров В. М., Фомин С. В. Оптимальное управление. - М.: Наука, 1979, УДК 519.6, - 223 c., тир. 24000 экз.
  • Волгин Л.Н. Оптимальное дискретное управление динамическими системами. — М.: Наука, 1986. — 240 с.
  • Табак Д., Куо Б. Оптимальное управление и математическое программирование. — М.: Наука, 1975. — 279 с.
  • Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. — М.: Наука, 1975. — 526 с.

Ссылки

  • [gct.math.nsc.ru/?p=1139 Р. В. Гамкрелидзе. Открытие принципа максимума Понтрягина]

См. также

Отрывок, характеризующий Оптимальное управление


Знаменитый фланговый марш состоял только в том, что русское войско, отступая все прямо назад по обратному направлению наступления, после того как наступление французов прекратилось, отклонилось от принятого сначала прямого направления и, не видя за собой преследования, естественно подалось в ту сторону, куда его влекло обилие продовольствия.
Если бы представить себе не гениальных полководцев во главе русской армии, но просто одну армию без начальников, то и эта армия не могла бы сделать ничего другого, кроме обратного движения к Москве, описывая дугу с той стороны, с которой было больше продовольствия и край был обильнее.
Передвижение это с Нижегородской на Рязанскую, Тульскую и Калужскую дороги было до такой степени естественно, что в этом самом направлении отбегали мародеры русской армии и что в этом самом направлении требовалось из Петербурга, чтобы Кутузов перевел свою армию. В Тарутине Кутузов получил почти выговор от государя за то, что он отвел армию на Рязанскую дорогу, и ему указывалось то самое положение против Калуги, в котором он уже находился в то время, как получил письмо государя.
Откатывавшийся по направлению толчка, данного ему во время всей кампании и в Бородинском сражении, шар русского войска, при уничтожении силы толчка и не получая новых толчков, принял то положение, которое было ему естественно.
Заслуга Кутузова не состояла в каком нибудь гениальном, как это называют, стратегическом маневре, а в том, что он один понимал значение совершавшегося события. Он один понимал уже тогда значение бездействия французской армии, он один продолжал утверждать, что Бородинское сражение была победа; он один – тот, который, казалось бы, по своему положению главнокомандующего, должен был быть вызываем к наступлению, – он один все силы свои употреблял на то, чтобы удержать русскую армию от бесполезных сражений.
Подбитый зверь под Бородиным лежал там где то, где его оставил отбежавший охотник; но жив ли, силен ли он был, или он только притаился, охотник не знал этого. Вдруг послышался стон этого зверя.
Стон этого раненого зверя, французской армии, обличивший ее погибель, была присылка Лористона в лагерь Кутузова с просьбой о мире.
Наполеон с своей уверенностью в том, что не то хорошо, что хорошо, а то хорошо, что ему пришло в голову, написал Кутузову слова, первые пришедшие ему в голову и не имеющие никакого смысла. Он писал:

«Monsieur le prince Koutouzov, – писал он, – j'envoie pres de vous un de mes aides de camps generaux pour vous entretenir de plusieurs objets interessants. Je desire que Votre Altesse ajoute foi a ce qu'il lui dira, surtout lorsqu'il exprimera les sentiments d'estime et de particuliere consideration que j'ai depuis longtemps pour sa personne… Cette lettre n'etant a autre fin, je prie Dieu, Monsieur le prince Koutouzov, qu'il vous ait en sa sainte et digne garde,
Moscou, le 3 Octobre, 1812. Signe:
Napoleon».
[Князь Кутузов, посылаю к вам одного из моих генерал адъютантов для переговоров с вами о многих важных предметах. Прошу Вашу Светлость верить всему, что он вам скажет, особенно когда, станет выражать вам чувствования уважения и особенного почтения, питаемые мною к вам с давнего времени. Засим молю бога о сохранении вас под своим священным кровом.
Москва, 3 октября, 1812.
Наполеон. ]

«Je serais maudit par la posterite si l'on me regardait comme le premier moteur d'un accommodement quelconque. Tel est l'esprit actuel de ma nation», [Я бы был проклят, если бы на меня смотрели как на первого зачинщика какой бы то ни было сделки; такова воля нашего народа. ] – отвечал Кутузов и продолжал употреблять все свои силы на то, чтобы удерживать войска от наступления.
В месяц грабежа французского войска в Москве и спокойной стоянки русского войска под Тарутиным совершилось изменение в отношении силы обоих войск (духа и численности), вследствие которого преимущество силы оказалось на стороне русских. Несмотря на то, что положение французского войска и его численность были неизвестны русским, как скоро изменилось отношение, необходимость наступления тотчас же выразилась в бесчисленном количестве признаков. Признаками этими были: и присылка Лористона, и изобилие провианта в Тарутине, и сведения, приходившие со всех сторон о бездействии и беспорядке французов, и комплектование наших полков рекрутами, и хорошая погода, и продолжительный отдых русских солдат, и обыкновенно возникающее в войсках вследствие отдыха нетерпение исполнять то дело, для которого все собраны, и любопытство о том, что делалось во французской армии, так давно потерянной из виду, и смелость, с которою теперь шныряли русские аванпосты около стоявших в Тарутине французов, и известия о легких победах над французами мужиков и партизанов, и зависть, возбуждаемая этим, и чувство мести, лежавшее в душе каждого человека до тех пор, пока французы были в Москве, и (главное) неясное, но возникшее в душе каждого солдата сознание того, что отношение силы изменилось теперь и преимущество находится на нашей стороне. Существенное отношение сил изменилось, и наступление стало необходимым. И тотчас же, так же верно, как начинают бить и играть в часах куранты, когда стрелка совершила полный круг, в высших сферах, соответственно существенному изменению сил, отразилось усиленное движение, шипение и игра курантов.


Русская армия управлялась Кутузовым с его штабом и государем из Петербурга. В Петербурге, еще до получения известия об оставлении Москвы, был составлен подробный план всей войны и прислан Кутузову для руководства. Несмотря на то, что план этот был составлен в предположении того, что Москва еще в наших руках, план этот был одобрен штабом и принят к исполнению. Кутузов писал только, что дальние диверсии всегда трудно исполнимы. И для разрешения встречавшихся трудностей присылались новые наставления и лица, долженствовавшие следить за его действиями и доносить о них.
Кроме того, теперь в русской армии преобразовался весь штаб. Замещались места убитого Багратиона и обиженного, удалившегося Барклая. Весьма серьезно обдумывали, что будет лучше: А. поместить на место Б., а Б. на место Д., или, напротив, Д. на место А. и т. д., как будто что нибудь, кроме удовольствия А. и Б., могло зависеть от этого.
В штабе армии, по случаю враждебности Кутузова с своим начальником штаба, Бенигсеном, и присутствия доверенных лиц государя и этих перемещений, шла более, чем обыкновенно, сложная игра партий: А. подкапывался под Б., Д. под С. и т. д., во всех возможных перемещениях и сочетаниях. При всех этих подкапываниях предметом интриг большей частью было то военное дело, которым думали руководить все эти люди; но это военное дело шло независимо от них, именно так, как оно должно было идти, то есть никогда не совпадая с тем, что придумывали люди, а вытекая из сущности отношения масс. Все эти придумыванья, скрещиваясь, перепутываясь, представляли в высших сферах только верное отражение того, что должно было совершиться.
«Князь Михаил Иларионович! – писал государь от 2 го октября в письме, полученном после Тарутинского сражения. – С 2 го сентября Москва в руках неприятельских. Последние ваши рапорты от 20 го; и в течение всего сего времени не только что ничего не предпринято для действия противу неприятеля и освобождения первопрестольной столицы, но даже, по последним рапортам вашим, вы еще отступили назад. Серпухов уже занят отрядом неприятельским, и Тула, с знаменитым и столь для армии необходимым своим заводом, в опасности. По рапортам от генерала Винцингероде вижу я, что неприятельский 10000 й корпус подвигается по Петербургской дороге. Другой, в нескольких тысячах, также подается к Дмитрову. Третий подвинулся вперед по Владимирской дороге. Четвертый, довольно значительный, стоит между Рузою и Можайском. Наполеон же сам по 25 е число находился в Москве. По всем сим сведениям, когда неприятель сильными отрядами раздробил свои силы, когда Наполеон еще в Москве сам, с своею гвардией, возможно ли, чтобы силы неприятельские, находящиеся перед вами, были значительны и не позволяли вам действовать наступательно? С вероятностию, напротив того, должно полагать, что он вас преследует отрядами или, по крайней мере, корпусом, гораздо слабее армии, вам вверенной. Казалось, что, пользуясь сими обстоятельствами, могли бы вы с выгодою атаковать неприятеля слабее вас и истребить оного или, по меньшей мере, заставя его отступить, сохранить в наших руках знатную часть губерний, ныне неприятелем занимаемых, и тем самым отвратить опасность от Тулы и прочих внутренних наших городов. На вашей ответственности останется, если неприятель в состоянии будет отрядить значительный корпус на Петербург для угрожания сей столице, в которой не могло остаться много войска, ибо с вверенною вам армиею, действуя с решительностию и деятельностию, вы имеете все средства отвратить сие новое несчастие. Вспомните, что вы еще обязаны ответом оскорбленному отечеству в потере Москвы. Вы имели опыты моей готовности вас награждать. Сия готовность не ослабнет во мне, но я и Россия вправе ожидать с вашей стороны всего усердия, твердости и успехов, которые ум ваш, воинские таланты ваши и храбрость войск, вами предводительствуемых, нам предвещают».
Но в то время как письмо это, доказывающее то, что существенное отношение сил уже отражалось и в Петербурге, было в дороге, Кутузов не мог уже удержать командуемую им армию от наступления, и сражение уже было дано.
2 го октября казак Шаповалов, находясь в разъезде, убил из ружья одного и подстрелил другого зайца. Гоняясь за подстреленным зайцем, Шаповалов забрел далеко в лес и наткнулся на левый фланг армии Мюрата, стоящий без всяких предосторожностей. Казак, смеясь, рассказал товарищам, как он чуть не попался французам. Хорунжий, услыхав этот рассказ, сообщил его командиру.
Казака призвали, расспросили; казачьи командиры хотели воспользоваться этим случаем, чтобы отбить лошадей, но один из начальников, знакомый с высшими чинами армии, сообщил этот факт штабному генералу. В последнее время в штабе армии положение было в высшей степени натянутое. Ермолов, за несколько дней перед этим, придя к Бенигсену, умолял его употребить свое влияние на главнокомандующего, для того чтобы сделано было наступление.
– Ежели бы я не знал вас, я подумал бы, что вы не хотите того, о чем вы просите. Стоит мне посоветовать одно, чтобы светлейший наверное сделал противоположное, – отвечал Бенигсен.
Известие казаков, подтвержденное посланными разъездами, доказало окончательную зрелость события. Натянутая струна соскочила, и зашипели часы, и заиграли куранты. Несмотря на всю свою мнимую власть, на свой ум, опытность, знание людей, Кутузов, приняв во внимание записку Бенигсена, посылавшего лично донесения государю, выражаемое всеми генералами одно и то же желание, предполагаемое им желание государя и сведение казаков, уже не мог удержать неизбежного движения и отдал приказание на то, что он считал бесполезным и вредным, – благословил совершившийся факт.


Записка, поданная Бенигсеном о необходимости наступления, и сведения казаков о незакрытом левом фланге французов были только последние признаки необходимости отдать приказание о наступлении, и наступление было назначено на 5 е октября.
4 го октября утром Кутузов подписал диспозицию. Толь прочел ее Ермолову, предлагая ему заняться дальнейшими распоряжениями.
– Хорошо, хорошо, мне теперь некогда, – сказал Ермолов и вышел из избы. Диспозиция, составленная Толем, была очень хорошая. Так же, как и в аустерлицкой диспозиции, было написано, хотя и не по немецки:
«Die erste Colonne marschiert [Первая колонна идет (нем.) ] туда то и туда то, die zweite Colonne marschiert [вторая колонна идет (нем.) ] туда то и туда то» и т. д. И все эти колонны на бумаге приходили в назначенное время в свое место и уничтожали неприятеля. Все было, как и во всех диспозициях, прекрасно придумано, и, как и по всем диспозициям, ни одна колонна не пришла в свое время и на свое место.
Когда диспозиция была готова в должном количестве экземпляров, был призван офицер и послан к Ермолову, чтобы передать ему бумаги для исполнения. Молодой кавалергардский офицер, ординарец Кутузова, довольный важностью данного ему поручения, отправился на квартиру Ермолова.
– Уехали, – отвечал денщик Ермолова. Кавалергардский офицер пошел к генералу, у которого часто бывал Ермолов.
– Нет, и генерала нет.
Кавалергардский офицер, сев верхом, поехал к другому.
– Нет, уехали.
«Как бы мне не отвечать за промедление! Вот досада!» – думал офицер. Он объездил весь лагерь. Кто говорил, что видели, как Ермолов проехал с другими генералами куда то, кто говорил, что он, верно, опять дома. Офицер, не обедая, искал до шести часов вечера. Нигде Ермолова не было и никто не знал, где он был. Офицер наскоро перекусил у товарища и поехал опять в авангард к Милорадовичу. Милорадовича не было тоже дома, но тут ему сказали, что Милорадович на балу у генерала Кикина, что, должно быть, и Ермолов там.
– Да где же это?
– А вон, в Ечкине, – сказал казачий офицер, указывая на далекий помещичий дом.
– Да как же там, за цепью?
– Выслали два полка наших в цепь, там нынче такой кутеж идет, беда! Две музыки, три хора песенников.
Офицер поехал за цепь к Ечкину. Издалека еще, подъезжая к дому, он услыхал дружные, веселые звуки плясовой солдатской песни.
«Во олузя а ах… во олузях!..» – с присвистом и с торбаном слышалось ему, изредка заглушаемое криком голосов. Офицеру и весело стало на душе от этих звуков, но вместе с тем и страшно за то, что он виноват, так долго не передав важного, порученного ему приказания. Был уже девятый час. Он слез с лошади и вошел на крыльцо и в переднюю большого, сохранившегося в целости помещичьего дома, находившегося между русских и французов. В буфетной и в передней суетились лакеи с винами и яствами. Под окнами стояли песенники. Офицера ввели в дверь, и он увидал вдруг всех вместе важнейших генералов армии, в том числе и большую, заметную фигуру Ермолова. Все генералы были в расстегнутых сюртуках, с красными, оживленными лицами и громко смеялись, стоя полукругом. В середине залы красивый невысокий генерал с красным лицом бойко и ловко выделывал трепака.
– Ха, ха, ха! Ай да Николай Иванович! ха, ха, ха!..
Офицер чувствовал, что, входя в эту минуту с важным приказанием, он делается вдвойне виноват, и он хотел подождать; но один из генералов увидал его и, узнав, зачем он, сказал Ермолову. Ермолов с нахмуренным лицом вышел к офицеру и, выслушав, взял от него бумагу, ничего не сказав ему.
– Ты думаешь, это нечаянно он уехал? – сказал в этот вечер штабный товарищ кавалергардскому офицеру про Ермолова. – Это штуки, это все нарочно. Коновницына подкатить. Посмотри, завтра каша какая будет!


На другой день, рано утром, дряхлый Кутузов встал, помолился богу, оделся и с неприятным сознанием того, что он должен руководить сражением, которого он не одобрял, сел в коляску и выехал из Леташевки, в пяти верстах позади Тарутина, к тому месту, где должны были быть собраны наступающие колонны. Кутузов ехал, засыпая и просыпаясь и прислушиваясь, нет ли справа выстрелов, не начиналось ли дело? Но все еще было тихо. Только начинался рассвет сырого и пасмурного осеннего дня. Подъезжая к Тарутину, Кутузов заметил кавалеристов, ведших на водопой лошадей через дорогу, по которой ехала коляска. Кутузов присмотрелся к ним, остановил коляску и спросил, какого полка? Кавалеристы были из той колонны, которая должна была быть уже далеко впереди в засаде. «Ошибка, может быть», – подумал старый главнокомандующий. Но, проехав еще дальше, Кутузов увидал пехотные полки, ружья в козлах, солдат за кашей и с дровами, в подштанниках. Позвали офицера. Офицер доложил, что никакого приказания о выступлении не было.
– Как не бы… – начал Кутузов, но тотчас же замолчал и приказал позвать к себе старшего офицера. Вылезши из коляски, опустив голову и тяжело дыша, молча ожидая, ходил он взад и вперед. Когда явился потребованный офицер генерального штаба Эйхен, Кутузов побагровел не оттого, что этот офицер был виною ошибки, но оттого, что он был достойный предмет для выражения гнева. И, трясясь, задыхаясь, старый человек, придя в то состояние бешенства, в которое он в состоянии был приходить, когда валялся по земле от гнева, он напустился на Эйхена, угрожая руками, крича и ругаясь площадными словами. Другой подвернувшийся, капитан Брозин, ни в чем не виноватый, потерпел ту же участь.