Том 59 № 3 2023 (МАЙ – ИЮНЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ
1. Адищев С. В., Зайцева И. В., Зыкова В. А., Малиновский В. К., Новиков В. Н. Определение среднеквадратичной амплитуды нанометровых флуктуаций сдвигового модуля в салоле методом неупругого рассеяния света
Аннотация:
Наличие среднего порядка в стеклообразных материалах, т. е. структурных корреляций на масштабах нанометра, приводит к флуктуациям упругих констант с таким же характерным радиусом корреляции. Вопрос о том, какова характерная амплитуда этих флуктуаций, представляет большой интерес как с прикладной точки зрения, так и с точки зрения фундаментального понимания структуры и динамики стеклообразных материалов. В данной работе находится величина среднеквадратичных флуктуаций сдвигового модуля на нанометровом масштабе в молекулярном стекле салоле (фенилсалицилате) и её зависимость от температуры при расплавлении стекла в переохлаждённую жидкость. Для этого используется теория упругости в среде с пространственными флуктуациями упругих констант при расчёте длины пробега фононов по теории возмущений. Кроме того, в переохлаждённом состоянии материала учитывается вклад релаксации структуры в затухание фононов. С использованием критерия Иоффе — Регеля для локализации поперечных фононов находится связь между величиной флуктуаций сдвигового модуля и частотой вызванного ими так называемого бозонного пика в спектре колебательных возбуждений стёкол. Эта частота определяется из экспериментальных данных по спектрам низкочастотного неупругого рассеяния света в салоле. Сравнение с теорией позволяет найти температурную зависимость величины среднеквадратичных флуктуаций сдвигового модуля на нанометровом масштабе. Кроме того, сравнивается эта зависимость с температурным поведением параметра Ландау — Плачека в салоле. Определяется также температурная зависимость радиуса структурных корреляций в салоле и глицерине и сравнивается с температурной зависимостью размера динамической неоднородности.
Страницы: 3-11
DOI: 10.15372/AUT20230301
2. Кирьянов В. П., Кирьянов А. В. О возможности полного подавления составляющей погрешности измерений от неточности изготовления дифракционной измерительной решётки
Аннотация:
Показана возможность полного подавления инструментальной погрешности, обусловленной неточностью изготовления углоизмерительной структуры, которая реализуется при произвольной форме поля взаимодействия светового излучения с топологией измерительной структуры. Данная возможность достигается выбором необходимой структуры преобразователя, для которой обеспечивается принцип когерентности комплементарных гребенчатых фильтров, формируемых в преобразователе.
Страницы: 12-18
DOI: 10.15372/AUT20230302
3. Соколов А. А., Иванов С. Д. Двумерные электромеханические волны в МЭМС-структурах с нанозазором
Аннотация:
Для создания микроэлектромеханических систем (МЭМС) большой удельной механической мощности используется система «подвижный электрод — нанометровый зазор — тонкая кристаллическая плёнка материала с большим значением диэлектрической проницаемости — неподвижный электрод». Показано, что в этой системе возникают двумерные электромеханические волны. Возникновение таких возбуждений ограничивает предельную удельную мощность электромеханических преобразователей-актуаторов, МЭМС-двигателей и генераторов. Однако это явление открывает широкие возможности применения подобных структур.
Страницы: 19-23
DOI: 10.15372/AUT20230303
4. Голышев Н. В., Моторин С. В., Голышев Д. Н. Пространственно-спектральное описание токового диполя как источника магнитного поля сердца
Аннотация:
В реальных условиях экспериментатор работает с входными сверхпроводниковыми преобразователями, конструкция которых в биомагнитных системах зависит от условий исследований, наличия магнитной экранировки, имеющегося криогенного обеспечения, требуемой чувствительности к индукции магнитного поля, технологических возможностей разработчиков. Сравнивать результаты исследований, полученных для разных биомагнитных систем, невозможно. Рассмотрены вопросы описания источника магнитного поля сердца на основе пространственно-частотных преобразований 2D-модели токового диполя. Исследовались: глубина залегания, местоположение и ориентация токового диполя на значение индукции магнитного поля и её спектр по пространству сетки измерения магнитного поля сердца.
Страницы: 24-32
DOI: 10.15372/AUT20230304
5. Федоринин В. Н., Бехер С. А., Выплавень В. С., Сидоров В. И., Байбаков А. Н., Плотников С. В. Оптическая тензометрия в задаче взаимодействия колесо—рельс
Аннотация:
Представлены результаты экспериментальных исследований деформации рельса, находящегося под силовым воздействием движущегося железнодорожного транспорта. Исследования выполнены с применением высокочувствительного датчика деформации с предельным уровнем относительной деформации 2 · 10−7. Анализируются возможности оптической тензометрии для решения задачи мониторинга технического состояния ходовых частей вагонов и верхнего строения пути.
Страницы: 33-42
DOI: 10.15372/AUT20230305
6. Полетаев С. Д. Численное и экспериментальное исследования фототермического эффекта в тонких плёнках оксида молибдена при лазерной абляции
Аннотация:
Проведено исследование фототермического эффекта при лазерной абляции плёнки оксида молибдена толщиной 45 нм. Представлена гипотеза о связи коэффициента теплопроводности диэлектрической плёнки с предельной величиной фототермического эффекта. Показано, что при коэффициенте теплопроводности более 5 Вт/(м · К) резко уменьшается скорость изменения температуры в начале нагрева плёнки, что вместе с особенностью распределения температуры может оказывать разнонаправленное влияние на ширину формируемого трека. Экспериментально установлено, что под действием непрерывного лазерного излучения в плёнке оксида молибдена толщиной 45 нм возможно формирование треков шириной, почти в 2 раза меньшей эффективного диаметра лазерного пучка.
Страницы: 43-51
DOI: 10.15372/AUT20230306
МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
7. Борзов С. М., Нежевенко Е. С. Нейросетевые технологии в задачах обнаружения и классификации объектов
Аннотация:
Выполнен обзор основных идей, использованных при решении задач обнаружения и классификации объектов по их изображениям с применением нейросетевых технологий. Рассмотрены ключевые публикации, посвящённые наиболее популярным способам повышения точности классификации. Показано, что в последнее десятилетие нейросетевые методы обнаружения объектов достигли существенных успехов за счёт использования свёрточных технологий и практической реализации идеи глубокого обучения с применением объёмных баз данных. Проанализированы основные недостатки, ограничения и возможные направления развития существующих подходов
Страницы: 52-71
DOI: 10.15372/AUT20230307
8. Ходашинский И. А., Шурыгин Ю. А., Сарин К. С., Бардамова М. Б., Слёзкин А. О., Светлаков М. О., Корышев Н. П. Нечёткие классификаторы для диагностики болезни Паркинсона на основе статических рукописных данных
Аннотация:
Диагностика болезни Паркинсона является дорогостоящей процедурой, включающей в себя транскраниальную сонографию и томографию головного мозга. В связи с этим актуальными являются простые и точные скрининговые методы диагностики. Рассматриваются вопросы анализа рукописных статичных рисунков спиралей и меандров методами машинного обучения для диагностики болезни Паркинсона на основе общедоступного набора данных HandPD. Построены нечёткие классификаторы с помощью оригинальных методов, способные по рисунку определять наличие или отсутствие болезни. Поскольку набор HandPD является несбалансированным, в работе применяются алгоритмы искусственной генерации выборок. Проведено статистическое сравнение точности применяемых моделей и методов, выполнено ранжирование признаков.
Страницы: 72-85
DOI: 10.15372/AUT20230308
9. Кузьмин Н. А., Арапов Ю. Д. Детектирование микрочастиц на восстановленных голографических изображениях объёмной среды с помощью нейронных сетей
Аннотация:
Представлены результаты исследования применения двух нейронных сетей для решения задач детектирования и классификации микрочастиц на изображениях, полученных при восстановлении модельных и экспериментальных голограмм аэрозольных сред с плотностью частиц 180 000 см−3. Одна нейронная сеть обучена на базе данных изображений частиц, размеченных вручную, вторая — на базе данных, созданной с использованием алгоритмов автоматического распределения определённых частей изображений по классам. Проведено сравнение результатов работы двух нейронных сетей, и представлены способы их дальнейшего улучшения.
Страницы: 86-92
DOI: 10.15372/AUT20230309
УПРАВЛЯЮЩИЕ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
10. Будников К. И., Сафенрейтер Д. А. Модель и реализация сервиса аттестации сотрудников малых и средних предприятий на открытой платформе
Аннотация:
Современные малые и средние предприятия, такие как IT-компании, юридические, консультационные, логистические фирмы, в управленческих целях используют множество электронных инструментов для обеспечения внутреннего обмена информацией. Однако существует ряд задач (оформление отпусков, отчётность по проектам, выдача профессиональной литературы и др.), которые не укладываются в существующие модели решений. Некоторые IT-компании в подобных случаях создают собственные сервисы для автоматизации однотипных процедур, но многие фирмы не имеют программных решений для её автоматизации. В работе представлены модель и архитектура программного обеспечения на открытой программной платформе сервиса аттестации сотрудников — одной из вышеобозначенных нестандартных задач. Использование сервиса позволит малым и средним компаниям применить данное гибкое и простое решение для часто возникающих управленческих задач.
Страницы: 93-100
DOI: 10.15372/AUT20230310
11. Чехонадских А. В. Полиномиальный синтез регуляторов пониженного порядка для одноканальных дескрипторных систем
Аннотация:
Применяется полиномиальный подход к синтезу оптимальных регуляторов пониженного порядка для линейных стационарных одноканальных систем, описываемых системами дифференциально-алгебраических уравнений. Метод критических корневых диаграмм и корневых многочленов использовался для синтеза таких регуляторов в классических системах автоматического управления. В работе берётся неустойчивый объект управления, заданный неправильной передаточной дробью с числителем 6-й степени и знаменателем 4-й степени. Для него находятся настройки стабилизирующих ПИ3-регуляторов, среди которых выделяется оптимальный по степени устойчивости; расчёт импульсной характеристики подтверждает его астатизм и безымпульсность. Схема метода остаётся той же, что и для классических систем управления, однако возникающие полиномиальные системы уравнений оказываются выше по степени и труднее для численного решения.
Страницы: 101-111
DOI: 10.15372/AUT20230311
12. Ющенко В. П., Литвиненко С. А., Гофман О. В., Дулуба Т. В. Экспериментальное подтверждение теоретических положений кругового апертурного синтеза
Аннотация:
Экспериментально проверяются возможности томографирования объектов в водной среде на акустических волнах посредством кругового апертурного синтеза. Создана экспериментальная установка для реализации метода реконструкции изображения объектов в сечении по траекторному доплеровскому сигналу. Реконструкция изображения осуществляется путём сканирования объекта, помещённого вовнутрь вращающегося цилиндрического резервуара с водой, управляемым фокусом круговой синтезированной апертуры. Приведены алгоритмы управления фокусом и построения изображения. Эксперимент проводился с простейшими тестовыми объектами: металлическим точечным объектом и металлическим стержнем диаметром 2 мм и длиной 10 см. Обсуждаются проблемы реализации кругового апертурного синтеза с использованием цилиндрического вращающегося резервуара с водой с прикреплёнными пьезодатчиками к внутренней стенке резервуара.
Страницы: 112-125
DOI: 10.15372/AUT20230312
