Том 56 № 3 2020 (МАЙ – ИЮНЬ)

СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

 

1. Nasimi A. A., Saadat S., Mansouri B. Измерение временной задержки между магнитными диагностическими катушками в токамаке с использованием кросс-спектрального  анализа

Аннотация:

Задержка в определении положения плазмы усиливает нестабильность и снижает точность управления в токамаке. Предложены две методики, называемые периодограммой и кросс-спектральным анализом для количественного подхода к вычислению временной задержки между данными, полученными двумя разнесёнными катушками от одного источника: флуктуации плазмы в токамаке IR-T1. Для анализа данных после преобразования Фурье были получены: периодограмма, квадрат когерентности и фазовая диаграмма в трёх различных временных интервалах.  В интервале времени 29000  < τ  < 30000  мкс, когда ток плазмы почти постоянен, с помощью анализа фазового спектра получен средний фазовый сдвиг между частотными компонентами данных. Временная задержка между данными катушек Роговского и Мирнова на частоте наибольшей когерентности составила τ_d = 1,831 мкс.

Страницы: 3-11

DOI: 10.15372/AUT20200301

2. Канев Ф. Ю., Аксенов В. П., Макенова Н. А., Веретехин И. Д. Сравнение точности определения координат оптических вихрей различными методами

Аннотация:

Рассмотрены два алгоритма определения координат оптических вихрей. В первом из них вихрь находится по ветвлению полос интерференционной картины, во втором — в результате обработки распределения градиентов волнового фронта. Показано, что оба алгоритма позволяют регистрировать координаты с высокой точностью, кроме этого, возможным является определение смещений особых точек, возникающих в результате дифракции излучения.

Страницы: 12-19

DOI: 10.15372/AUT20200302

3. Котов К. Ю., Мальцев А. С., Нестеров А. А., Ян А. П. Алгоритмы и архитектура системы управления траекторным движением мультироторного летательного аппарата

Аннотация:

Для решения задачи отслеживания желаемой траектории по целевому положению предложен алгоритм управления на основе требуемых дифференциальных уравнений по отклонениям. Планирование маршрута осуществляется на базе авторского метода расчёта плоской траектории, состоящей из ориентированных отрезков прямых, сопряжённых клотоидами. Представлен программно-аппаратный комплекс системы автоматического управления полётом. Работоспособность системы управления в присутствии шумов измерений и внешних возмущений подтверждается результатами экспериментов по управлению полётом квадрокоптера в помещении.

Страницы: 20-28

 DOI: 10.15372/AUT20200303

4. Калиш Е. Н., Стусь Ю. Ф., Носов Д. А., Сизиков И. С. Юстировка измерительного луча интерферометра по вертикали в баллистическом гравиметре

Аннотация:

Представлено описание метода выставления вертикали контроля смещения блика измерительного луча для абсолютных лазерных баллистических гравиметров. Данный метод базируется на регистрации видеокамерой траектории смещения измерительного луча, отражённого от уголкового отражателя в процессе свободного падения тела. Определялись величины и направления угла отклонения измерительного луча от вертикали с помощью покадровой обработки полученной видеозаписи. Экспериментально установлено, что погрешность выставления вертикали не превышает 3 • 10⁻⁵ рад.

Страницы: 29-34

DOI: 10.15372/AUT20200304

5. Лемешко Б. Ю., Лемешко С. Б. Влияние округления на свойства критериев проверки статистических гипотез

Аннотация:

Приводятся результаты численных исследований влияния ошибок округления на распределения статистик критериев проверки статистических гипотез. Исследуется влияние округления на распределения статистик различных критериев согласия и критериев однородности. Показано, что при соизмеримости ошибок округления в анализируемых выборках со среднеквадратическим отклонением ошибок измерений распределения статистик критериев могут существенно изменяться. В таких условиях применение критериев в системах обработки данных с использованием классических результатов может приводить к неверным выводам. Предлагаются рекомендации по решению данной проблемы.

Страницы: 35-45

DOI: 10.15372/AUT20200305

6. Варданян В. А. Анализ шума биений между многопозиционными амплитудно-фазовыми поднесущими сигналами при прямом фотодетектировании

Аннотация:

Рассматривается математическая модель, позволяющая оценить среднеквадратическое отклонение шума биений, возникающего при фотодетектировании поднесущих канальных сигналов с форматами модуляции QPSK, M-QAM. На основе теории и результатов компьютерного моделирования выведена формула, которая даёт возможность рассчитать спектральное распределение шума биений в зависимости от количества сигналов и используемых форматов модуляции.

Страницы: 46-57

DOI: 10.15372/AUT20200306

7. Артюшенко В. М., Воловач В. И. Оценка интенсивности движения протяжённых объектов с помощью обобщённого распределения Вейбулла

Аннотация:

Рассмотрена и проанализирована оценка параметра масштаба обобщённой плотности распределения вероятностей Вейбулла по критерию минимума условного риска. Получены оптимальные оценки интенсивности огибающей отражённых от протяжённых объектов сигналов при условии, что интервалы в движении названных объектов являются независимыми случайными величинами. Проведено сравнение названных оценок с наилучшей несмещённой оценкой при различных функциях потерь. Показано, что сходимость риска наилучшей несмещённой оценки с риском оптимальной оценки для функции потерь, равной модулю ошибки, более быстрая по сравнению с квадратичной функцией потерь. Отмечается, что оптимальные оценки для инвариантной и степенной функций потерь совпадают. Получены нижние и верхние ε-доверительные границы и определены условия, при которых данные оценки соответствуют оцениванию параметра распределения Вейбулла.

Страницы: 58-67

DOI: 10.15372/AUT20200307

8. Булычев Ю. Г., Кондрашов А. Г., Раду П. Ю., Ячменёв А. В. Численно-аналитический метод описания и оценивания входных и выходных параметров многомерного динамического объекта. Ч. I

Аннотация:

Развивается метод описания и оценивания состояния многомерного динамического объекта, включающий численно-аналитическое представление общего решения дифференциального уравнения для динамического объекта и его измеряемого выхода с учётом области допустимости значений времени и начального условия, а также параметров неопределённости, фигурирующих в правой части уравнения. Требуемое качество представления достигается использованием семейства заранее построенных высокоточных опорных интегральных кривых (необходимого объёма) и принципа гладкой зависимости решения и измеряемых координат в заданной области допустимости для широкого класса динамических объектов. Даётся оценка погрешностей метода, приводятся рекомендации по выбору его основных параметров.

Страницы: 68-80

DOI: 10.15372/AUT20200308

9. Подрезов Р. В., Райфельд М. А. Непараметрический метод определения числа классов в задаче сегментации изображений

Аннотация:

Важными в задачах автоматической пороговой сегментации изображений по яркости являются вопросы о количестве яркостных классов и, как следствие, необходимом числе порогов. Решение задачи оценивания количества классов на изображении часто базируется на представлении его распределения в виде смеси распределений яркостных классов. Известно, что данная задача (расщепление смеси) имеет решение лишь для некоторых видов распределений, а когда распределения яркостных классов неизвестны, возникают трудности его применения. В данной работе представлен непараметрический метод определения количества классов, основанный на ранговых гистограммах и использующий свойство локальной пространственной группировки элементов каждого яркостного класса на изображении. Сравнение предложенного метода с различными критериями оценки числа классов на изображениях показало эффективность рассматриваемого метода.

Страницы: 81-90

DOI: 10.15372/AUT20200309

 

СИСТЕМЫ  АВТОМАТИЗАЦИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

10. Котов В. Н., Лубков А. А., Попов Ю. А. Подсистема гидирования солнечного телескопа с полем зрения меньше углового размера солнечного диска

Аннотация:

Анализируется методика наведения на цель солнечного телескопа высокого пространственного разрешения, имеющего угловое поле зрения меньше углового размера диска Солнца, с использованием вспомогательного телескопа гидирования, поле зрения которого охватывает весь диск Солнца и его окрестности. Рассмотрены требования к разрешению телескопа гидирования, режимы наведения на цель, структурная схема процесса наведения.

Страницы: 91-100

DOI: 10.15372/AUT20200310

11. Миськив Н. Б., Назаров А. Д., Серов А. Ф., Мамонов В. Н. Автоматизированная система обеспечения исследования структуры течения в многокольцевом потоке Куэтта — Тейлора

Аннотация:

Приведено описание экспериментального стенда и его автоматизации для исследования теплового генератора на основе течений Куэтта — Тейлора между независимо вращающимися многоцилиндровыми роторами. Для исследования структуры течения была использована методика анализа спектров пульсаций момента силы сопротивления вращению роторов теплогенератора. Представлены методики регистрации генерируемой тепловой мощности и исследования частотных характеристик неоднородностей потока в жидкости, находящейся в цилиндрических щелевых пространствах с движущимися стенками. Разработанное оборудование и методики измерения позволили получить экспериментальные данные о влиянии режимов работы теплогенератора и параметров рабочей жидкости на процесс генерации тепловой энергии.

Страницы: 101-109

DOI: 10.15372/AUT20200311

 

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ  ОСНОВЫ МИКРО- И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ

12. Кучьянов А. С., Микерин С. Л., Адищев С. В., Алькаиси Адил Х. Ш., Зайцева Ю. В. Возможности создания комплексов «спазеры в липосомах» для применения в тераностике

Аннотация:

Экспериментально исследована возможность формирования комплекса спазеров внутри искусственно создаваемых замкнутых мембранных оболочек (липосом). Локализация комплексов внутри липосом подтверждена с помощью сканирующего конфокального микроскопа. Продемонстрировано, что при этом спазеры сохраняют свою работоспособность. Полученные результаты показывают перспективность инкапсулирования спазеров в липосомы как эффективных агентов тераностики.

Страницы: 110-117

DOI: 10.15372/AUT20200312

13. Грибанов А. В., Яковин Д. В., Яковин М. Д. Режимы импульсной генерации в Nd:YAG-лазере с различными оптическими схемами резонаторов

Аннотация:

Рассмотрены результаты исследования различных схем реализации одновременной синхронизации мод и модуляции добротности резонатора с помощью сферического зеркала и акустооптического модулятора (метод СЗАОМ) бегущей волны в Nd:YAG-лазере. Представлены временные и энергетические выходные характеристики диодно-накачиваемого Nd:YAG-лазера с СЗAOM, а также полученного мощного пикосекундного перестраиваемого излучения в области ~620 нм на основе каскадного преобразования частоты суперлюминесцентного параметрического генератора с накачкой таким лазером.

Страницы: 118-125

DOI: 10.15372/AUT20200313