НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Описан угловой лазерный метод обнаружения нефтяных загрязнений на взволнованной морской поверхности. Показано, что лазерный метод позволяет обнаруживать нефтяные загрязнения в широкой полосе на морской поверхности с большой вероятностью правильного обнаружения и приемлемой вероятностью ложных тревог.

В работе произведен численный расчет значений потока ЛОАИ для геометрической модели в виде цилиндра на основе решения уравнения Фика для трехмерного случая в среде COMSOL Multiphisics 4.0. Относительная погрешность потока лёгких отрицательных аэроионов (ЛОАИ), возникающая в результате упрощения геометрической модели верхних дыхательных путей от сегмента тора к цилиндру не превышает 5,3 %. Обоснована возможность использования цилиндрической модели верхних дыхательных путей при проведении экспериментальных исследований потоков лёгких отрицательных аэроионов (ЛОАИ), оседающих на стенках верхних дыхательных путей среднестатистического человека.

Статья посвящена задаче восстановления концентраций газов при лазерном оптико-акустическом газоанализе. Для метода дифференциального поглощения описаны процедуры обработки сигналов, основанные на использовании проекционного метода решения. Показано, что использование проекционного метода решения позволяет эффективно решать задачу восстановления концентраций газов для многокомпонентных газовых смесей.

В статье для решения задач классификации аэродинамических и наземных объектов обоснованы информативные признаки сигналов и робастные нейросетевые алгоритмы формирования областей принятия решений, использующие априорную информацию о начальных статистических характеристиках акустических сигналов.

В работе рассматривается задача выбора инструмента измерения разрешающей способности (тест-объекта) цифровых оптико-электронных систем видимого диапазона. От типа используемого инструмента измерения зависит точность измерения физической величины, то есть близость результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Поставленная задача решается методом физического эксперимента проводимого в лабораторных и летных условиях, результаты которого подвергаются статистической обработке.

Статья посвящена лазерному флуоресцентному методу обнаружения состояния растений в стрессовых ситуациях. Показано, что метод лазерно-индуцированной флуоресценции является перспективным для дистанционного обнаружения стрессовых ситуаций растений и требует большего исследования и дальнейшего развития.

Рассмотрен вопрос метрологического обеспечения макетного образца измерительной системы на основе волоконно-оптических брэгговских датчиков. Приведены схемы построения стендов для исследования спектральных характеристик сигналов, формируемых волоконно-оптическими брэгговскими  датчиками, а также для исследования групповой задержки.  Проведен анализ конструктивных параметров, оказывающих влияние на метрологические характеристики макетного образца. Приведены результаты экспериментальных исследований метрологических характеристик с использованием разработанных стендов.

В статье обоснована возможность получения отсчетов огибающих входных реализаций с помощью сопряженного по Гильберту процесса, которые могут быть использованы в качестве информативных параметров сигналов, инвариантных к средней частоте энергетического спектра с относительной шириной полосы до значений, рав­ных 0,7–0,8. При этом осуществляется автоматическое слежение за частотой взятия отсчетов в соответствии с изменяющейся средней частотой энергетического спектра входной реализации.

В статье обоснованы алгоритмы обнаружения и распознавания случайных нецентрированных сигналов и помех в дистанционных стробах импульсных локаторов. Для нестационарных случайных процессов предложены нейросетевые и регрессионные алгоритмы формирования областей принятия решений. Для одиночных детерминированных сигналов рассмотрена квазиоптимальная фильтрация.

Рассмотрены критерии оценки качества записи/считывания магнитных сигналограмм, при которых происходит адекватное считывание информации. Проведен анализ искажений, возникающих при визуализации магнитных сигналограмм. Математически представлены  краевые условия, позволяющие определить  граничные значения пространственных периодов записанных магнитных сигналограмм, которым соответствует неискаженная визуализация информации. Приведены рекомендации по выбору параметров двуслойных магнитных сред, согласно которым обеспечиваются заданные уровни оптической эффективности считывания, контраста изображения и диапазон воспроизводимых пространственных периодов.

Установка рамочного типа для балансировки поплавковых чувствительных элементов (ПЧЭ) гироприборов в жидкости, кроме рамки, включает в себя: электромагнитный подвес (ЭМП), датчик угла (ДУ), датчик момента (ДМ) и две стойки, закрепленные на основании. Якоря ДУ, ДМ и двух центрирующих элементов (ЦЭ) ЭМП закреплены на двух полуосях рамки, а их статоры — в отверстиях стоек. ЦЭ ЭМП используются и для подвешивания рамки в жидкости (без ПЧЭ, а затем вместе с ПЧЭ) и как датчики сил (ньютометры), позволяющие определить величины сил, приложенных к якорям ЦЭ ЭМП. По результатам этих замеров определяются остаточный вес Δ G или плавучесть Δ P и момент дифферента M_д ПЧЭ. Для определения момента статической неуравновешенности M_ст вокруг оси подвеса ПЧЭ в установке используется обратная связь «датчик угла — датчик момента».

Инерциальная система ориентации радиотелескопа строится с использованием способа автономного азимутального ориентирования по измерениям токов в каналах горизонтального приведения с вращением гироплатформы в азимуте. В работе исследованы условия наблюдаемости ошибки азимутального ориентирования гироплатформы и инструментальных погрешностей трехосного гиростабилизатора при постоянной и переменной скорости командной прецессии гироплатформы вокруг вертикальной оси.

Статья посвящена л азерному рефлектометрическому методу измерения толщины пленок металлов на диэлектрической подложке. Для нанопленок золота на кварцевой подложке определены оптимальные длины волн измерения и проведена оценка погрешности восстановления толщины пленки из данных лазерных рефлектометрических измерений. Математическое моделирование показывает, что для диапазона толщин 1 – 5 нм при измерениях на длине волны 1310 или 1550 нм толщина пленки золота может быть восстановлена со средней погрешностью ~ 0,15 %, а для диапазона толщин 5 – 50 нм при измерениях на длине волны 515 нм – со средней погрешностью ~ 0,25 % при среднеквадратическом значении шума 1 %.

В статье рассматривается задача оперативного лазерного контроля нефтяных загрязнений на земной поверхности.Показано, что использование лазерного метода, основанного на регистрации флуоресцентного излучения в четырех узких спектральных диапазонах и иерархического метода классификации, позволяет проводить классификацию нефтяных загрязнений на земной поверхности с вероятностью правильной классификации близкой к единице.

Рассматриваются вопросы, связанные с воспроизведением заданных законов ударных импульсов. Представлены наиболее распространенные типы стендов, изложен метод расчета параметров ударного импульса при упругом и упругопластическом деформировании в зоне контакта тел. Показано, что условия стендовых испытаний могут быть более жесткими с точки зрения прочности, чем реальные условия эксплуатации, что определяется значением ударного спектра (коэффициента динамичности).

Статья описывает методику селекции признаков классификаторов, используемых в задачах обработки дифракционных изображений сложных пространственных объектов. Дано обоснование разделения класса объекта на подклассы с точки зрения  теории информации, а также обоснованно выделение классов объектов с использованием эллипсоидального оценивания. Разработаны критерии для качественного отбора вектора признаков классификатора, отвечающих на вопросы об объеме обучающей выборки, о мощности множества классов, о существенной размерности вектора признаков. Предлагается научно обоснованный подход к выбору информативных признаков классификатора сигналов на основе понятия энтропии теории информации и эллипсоидального оценивания.

Рассматривается построение и идентификация упрощенной модели продольного движения самолета в целях прогнозирования параметров движения в реальном масштабе времени в целях обеспечения синтеза управления. Рассматривается процедура получения упрощенной модели из системы нелинейных дифференциальных уравнений пространственного движения самолета. Идентификацию коэффициентов модели предлагается проводить методом  регрессионного анализа на скользящем интервале. Излагаются результаты апробации предлагаемого подхода на примере обработки полетных данных одного из современных самолетов.

Рассмотрено применение метода химико-механического полирования для планаризации поверхности подложек в нано- и микросистемной технике. Предложена методика расчёта распределения величин износа по обрабатываемой поверхности при химико-механическом полировании. Приведены результаты расчёта распределения величин износа по обрабатываемой поверхности для некоторых режимов обработки подложек. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании операций химико-механического полирования поверхности подложек в нано- и микросистемной технике.

Рассмотрена принципиальная конструкция и оптическая схема интерферометра с вращающейся пластинкой. Отмечены преимущества интерферометров подобного типа по отношению к интерферометрам Майкельсона. Исследовано влияние показателя преломления материала пластины на разность оптического хода лучей в интерферометре. Исследована зависимость разности оптического хода от угла поворота пластинки. Определены оптимальные параметры интерферометра в зависимости от характеристик АЦП и фотоприемника.

Исследованы фазирующие элементы на основе полосковых вибраторов с сосредоточенными реактивными сопротивлениями, размещенных на диэлектрической подложке над экраном. Подобные устройства могут быть использованы в антеннах с электрическим сканированием, поэтому их исследование и разработка являются актуальной задачей. В качестве метода исследования выбран численный метод. Построена электродинамическая модель бесконечной решетки из фазосдвигающих элементов, возбуждаемых плоской электромагнитной волной. Рассчитаны фазы коэффициентов отражения от такой решетки. Получены зависимости фазы коэффициента отражения от размеров вибратора, величины и положения реактивного сопротивления. Показано, что при правильном выборе параметров решетки появляется возможность управления фазой коэффициента отражения от неё в пределах близких к 2 p .